• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권3호
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• pp.63-69
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• 2017

본 논문은 드론의 체공시간 증대를 위해 고효율 전력관리 회로 및 시스템을 제안한다. 종래의 드론은 다수개의 직렬 배터리와 낮은 효율의 선형 레귤레이터 사용으로 무겁고 발열이 크며 이로 인한 전력누수 문제가 있었다. 본 논문에서는 3.7V 단일 Li-Po 배터리 셀을 사용할 수 있는 스위칭 방식의 승압형 DC-DC 전력변환 회로에 대한 연구를 다룬다. 본 연구를 통해 시제품 개발 결과 3.7V 입력, 5V 출력의 step-up regulation을 실현하였다. 또한 종래 선형 레귤레이터의 50% 수준이었던 전력효율 대비 최대 91.3% 효율과 $50^{\circ}C$ 이하의 표면온도를 달성하였으며, 0.02V/V 및 0.15V/A의 line/load regulation 성능을 측정으로 검증하였다. 본 연구결과를 통해 3.7V 단일 셀 배터리 사용으로 충방전을 위한 별도의 cell-balancing 회로가 필요하지 않게 되며, 높은 전력관리 효율로 드론의 체공시간을 획기적으로 개선시킬 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.61-68
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• 2004

최근, 연료전지는 새로운 발전시스템으로 주목받고 있다. 연료전지는 저전압/대전류의 전기적 특성을 가진다. 그러므로 일반 상용부하에 적용하기 위해서는 승압용 컨버터와 인버터가 필요하다. 제안된 시스템은 연료전지의 전압을 380[Vdc]로 승압하기 위한 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 220[Vac]로 변환하기 위한 LC 필터를 가진 PWM 인버터로 구성된다. 또한, 연료전지 발전시스템용 양방향 DC-DC 컨버터는 부하 응답 특성을 개선시키기 위하여 구성하였다. 본 논문에서는 풀 브리지 컨버터와 단상 인버터를 설계하고 제작하였으며, 시뮬레이션과 실험을 통해 연료전지 발전 시스템이 분산전원에 적용이 가능함을 보여준다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.340-341
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• 2011

본 논문에서는 높은 승 강압비를 갖는 양방향 DC-DC 컨버터에 대한 최적의 스위칭 기법을 제안한다. 제안한 컨버터는 CCM에서도 소프트 스위칭이 가능하여 스위칭 손실뿐만 아니라 인덕터의 발열도 줄일 수 있다. 또한 모든 소자의 전압 정격과 수동소자의 부피도 기존 양방향 컨버터 보다 작아 고효율 및 고전력밀도의 달성을 기대 할 수 있다. 1.5kW 시작품의 실험을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권3호
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• pp.590-600
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• 2017

This paper presents a ripple-free input current modified interleaved boost converter for high step-up applications. By integrating dual coupled inductors and voltage multiplier techniques, the proposed converter can reach a high step-up gain without an extremely high turn-ON period. In addition, a very small auxiliary inductor employed in series to the input dc source makes the input current ripple theoretically decreased to zero, which simplifies the design of the electromagnetic interference (EMI) filter. In addition, the voltage stresses on the semiconductor devices of the proposed converter are efficiently reduced, which makes high performance MOSFETs with low voltage rated and low resistance $r_{DS}$(ON) available to reduce the cost and conduction loss. The operating principles and steady-state analyses of the proposed converter are introduced in detail. Finally, a prototype circuit rated at 400W with a 42-50V input voltage and a 400V output voltage is built and tested to verify the effectiveness of theoretical analysis. Experimental results show that an efficiency of 95.3% can be achieved.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.329-338
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• 2017

최근 철도차량용 보조전원장치는 시스템의 경량화를 위해 기존 60Hz 저주파 변압기를 제거하고 고주파 구동과 절연 특성을 갖는 '절연형 dc/dc 컨버터'를 적용하는 구조가 주목받고 있다. 본 논문에서는 '절연형 dc/dc 컨버터를 적용한 보조전원장치 구조'에 대해서 설명하고, 다양한 분석을 통해 보조전원장치의 고효율 및 경량화에 적합한 dc/dc 컨버터 및 구조를 제안하고자 한다. 대용량 IGBT 소자의 고주파 스위칭(경량화)을 위해 필수적인 '영전압-영전류-스위칭'특성을 갖는 '공진형 컨버터'를 활용하여 다양한 보조전원장치용 전력변환장치 구조(1-Stage와 2-Stage)를 제안하였고, 각각의 구조에 적합한 컨버터 회로를 선정한 후 설계 및 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 1-Stage 구조의 경우 공진형 컨버터만을 사용하였고, 2-Stage 구조의 경우 공진형 컨버터와 공진형 컨버터의 입력전압 변동을 최소화하는 Pre-regulator를 적용하였다. Pre-regulator로서 감압 컨버터 또는 승압 컨버터를 각각 적용하여 서로 다른 2-Stage 구조를 구성하고 각 방식의 손실을 비교하였다. 회로에 사용되는 소자들의 전압 및 전류 스트레스를 고려하여 소자를 선정하고 시뮬레이션을 통해 동작을 검증하였으며, 손실 분석을 통해 고효율 및 경량화에 가장 적합한 구조 및 회로를 제안하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 1997년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.417-422
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• 1997

This paper proposed that a AC-DC Converter topology of high power factor with soft switching mode operates with four chopper connecting a number of parallel circuit. To improve these, a large number of soft switching topologies included a resonant circuit have been proposed. And, some simulative results on computer is included to confirm the validity of the analytical results. The partial resonant circuit makes use of a inductor using step up and a condenser of loss-less snubber. The result is that the switching loss is very low and the efficiency of system is high. And the snubber condenser used in partial resonant circuit makes charging engergy regenerated at input power source for resonant operation. The proposed conversion system is deemed the most suitable for high power applications where the power switching devices are used.

• 전력전자학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.395-401
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• 2015

This paper proposes a new bidirectional DC-DC converter with high efficiency. The proposed converter is composed of a flyback and a tapped-inductor boost converter to satisfy extreme operating conditions with low cost. The outputs are connected in series to achieve a high-voltage step-up. In the reverse direction, the proposed converter has an extreme step-down voltage. In this study, the proposed converter was employed with a 100 W hardware prototype. To design the controller, a small-signal transfer function of the proposed converter is derived. For PV power conditioning systems, a maximum power point tracking method is applied with perturb and observe method. To verify the operation of the bidirectional power flow, the current controller is applied. All of the controllers are employed with a digital signal processor.

• 전력전자학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.400-409
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• 2001

대용량 승압형 응용을 위한 새로운 위상천이 병렬입력/직렬출력 듀얼 컨버터가 제안된 바 있다. 제안된 컨버터는 종래의 펄스 폭 변조(PWM) 방식의 병렬입력/직렬출력 듀얼 컨버터에 비해 낮은 스위치 전압 스트레스를 보여 저 손실의 소자를 사용할 수 있으므로 높은 효율을 보인다. 또한, 출력 캐패시터의 실효(RMS) 전류 스트레스가 낮고 입력 전류와 출력 전압의 맥동이 작으며, 제어 입력에 대한 출력 전압의 동역학(dynamics)이 빠른 장점이 있다. 본 논문에서는 제안된 컨버터의 정상상태 동작을 심도 있게 분석하고 그 수학적 모델 및 정상상태 해를 제시하며, 제안된 컨버터의 특징을 종래의 PWM 방식의 컨버터와의 비교를 통해 정량적으로 분석한다. 또한, 제안된 회로의 동작, 특성 및 유효성을 검증하기 위해 800W급 24-350Vdc 사양의 시작품으로부터의 실험 결과를 제시한다.

• Journal of Power Electronics
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• 제15권2호
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• pp.356-365
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• 2015

This paper presents a new single phase front-end ac-dc bridgeless power factor correction (PFC) rectifier topology. The proposed converter achieves a high efficiency over a wide range of input and output voltages, a high power factor, low line current harmonics and both step up and step down voltage conversions. This topology is based on a non-inverting buck-boost (Zeta) converter. In this approach, the input diode bridge is removed and a maximum of one diode conducts in a complete switching period. This reduces the conduction losses and the thermal stresses on the switches when compare to existing PFC topologies. Inherent power factor correction is achieved by operating the converter in the discontinuous conduction mode (DCM) which leads to a simplified control circuit. The characteristics of the proposed design, principles of operation, steady state operation analysis, and control structure are described in this paper. An experimental prototype has been built to demonstrate the feasibility of the new converter. Simulation and experimental results are provided to verify the improved power quality at the AC mains and the lower conduction losses of the converter.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.144-145
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• 2010

본 논문에서는 15V 출력의 1kW급 가정용 연료전지를 위한 고승압 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 전 부하 영역에서 모든 스위치의 ZVS 턴온과 다이오드의 ZCS 턴온 턴오프가 성취되고 클램프 커패시터를 분할하여 사용함으로서 불균형 문제를 해소하였다. 기존 전류원 컨버터와 특성을 비교 분석하였고 이론적 해석과 시뮬레이션 및 실험을 통해 타당성을 검증하였다.