• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.456-465
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• 2019

PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle)와 BEV(Battery Electric Vehicle)는 모터 및 차량 전장 시스템의 구동을 위하여 고전압 배터리를 사용하며 이를 충전시켜주는 OBC(On-Board Charger)와 고전압에서 저전압으로 전력변환을 해주는 LDC(Low DC/DC Converter)가 반드시 필요하다. OBC와 LDC는 차량에 독립적인 시스템으로 동작 하며 개별 공간을 사용하기 때문에 이를 통합한 시스템을 활용하여 무게 및 사용 공간 확보에 대한 필요성이 대두 되고 있다. 본 논문은 LDC 트랜스포머의 설계를 단순화하여 절연형 전류원 컨버터를 사용한 OBC에 통합이 가능한 1.5kW급 LDC컨버터에 대하여 제안하였다. 제안된 LDC는 양방향 벅-부스트 컨버터의 고정된 임의의 출력 전압을 사용하여 LDC의 최종 출력 전압의 제어가 가능하기 때문에 기존의 OBC-LDC 통합 시스템과 비교하여 배터리 전압 사용 범위, 컨버터의 Duty Ratio 및 OBC의 출력 턴 비를 고려한 트랜스포머 설계에 대한 부분을 단순화 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 제안된 LDC의 시제품을 제작하여 200V ~ 400V의 입력 전압에서 정상 동작을 확인 하였으며 정격 부하 조건에서 최대 효율 91.885%를 달성 하였다. 또한 OBC-LDC통합 시스템 구축을 통해 약 6.51L의 부피를 달성 하였으며 기존 독립적인 시스템에 비해 15.6% 저감되어 공간 확보에 대한 이점을 확인 할 수 있었다.

• 전기학회논문지
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• 제63권9호
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• pp.1212-1218
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• 2014

For OBC (On-Board Charger) and LDC (Low DC-DC Converter) used as essential power conversion systems of PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle), system performance is required as well as reliability, which is need to protect the vehicle and driver from various faults. While current development processor is sufficient for embodying functions and verifying performance in normal state during development of prototypes for OBC and LDC, there is no clear method of verification for various fault situations that occur in abnormal state and for securing stability of vehicle base, unless verification is performed by mounting on an actual vehicle. In this paper, a CCM (Charger Converter Module) was developed as an integrated structure of OBC and LDC. In addition, diverse fault situations that can occur in vehicles are simulated by a simulator to artificially inject into power conversion system and to test whether it operates properly. Also, HILS (Hardware-in-the-Loop Simulation) is carried out to verify whether LDC is operated properly under power environment of an actual vehicle.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.221-222
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• 2018

본 논문은 전기자동차용 2.8kW 양방향 LDC (Low-voltage DC-DC Converter) 개발에 대한 내용을 다루고 있다. 양방향 토폴로지는 충전소까지 갈 수 있는 전력이 부족할 때 저전압단에서의 전력을 공유함으로써 위급한 상황을 탈피할 수 있다는 장점이 있다. 양방향 LDC는 변압기에 의한 절연이 가능하고 에너지변환 효율이 높은 Full-bridge DC-DC Converter 방식을 선정하였다. PWM 스위칭 방식은 위상천이방식(Phase Shift PWM)을 사용하였고 기존의 2차측 다이오드를 MOSFET 스위치로 구성하여 양방향 전력전달이 가능하게 하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.136-137
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• 2012

본 논문에서는 하이브리드 전기자동차의 전장시스템 에너지 공급을 위한 보조배터리 충전용 저전압 직류 변환장치(Low voltage DC-to-DC Converter, LDC)를 제안한다. 차량 탑재용의 특성상 소형 경량화 설계 기술을 통한 연비증가, 동력성능의 향상이 매우 중요하다. 본 논문에서 제안하는 LDC는 부스트와 포워드 컨버터 구조를 혼합한 형태로 부스트 컨버터의 입력 인덕터를 변압기로 대체하여 포워드 컨버터와 결합시킴으로서 출력전압의 승 강압 동작을 구현한다. 따라서 차량 시동 시 내연기관을 구동하기 위한 승압모드로 동작하고, 그 외 일반적인 경우는 차량 내 각종 전장부하에 전력을 공급하기 위한 강압모드로 동작된다. 제안된 컨버터의 동작 모드에 따른 이론적 분석을 시행하고 PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.51-53
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• 2018

The Low Voltage DC-DC converters (LDCs) of the Electric Vehicles require high power density and high efficiency operation over the wide range of load and input voltage variations. This paper introduces a novel topology which combines three 1 MHz Half-Bridge (HB) LLC resonant converters and an Inverting Buck-Boost (IBB) converter to adjust the output voltage without frequency modulation. The switching frequency of the proposed converter is fixed at 1MHz to achieve a constant frequency operation for the resonant converter. In the proposed topology GaN FETs and planar transformers are employed to optimize the converter operation at high frequency. A 1 MHz/1.8 kW prototype converter is built to verify the feasibility and the validity of the proposed LDC topology.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.401-402
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• 2016

This paper presents interleaved bi-directional LDC(Low DC-DC converter) with soft-switching for 48V system of Mild-HEV(Hybrid Electric Vehicles). The proposed LDC is composed of interleaved bi-directional converter and small resonant inductor and capacitors. Comparing the conventional converter, the proposed LDC improves the problem of switching loss by employing soft-switching. In this paper, mode analysis is described in detail for operating the soft-switching. The proposed LDC is verified by PSIM simulation.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.175-176
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• 2014

본 논문은 전기자동차에 사용되는 배터리 충전기로써 3kW급 고효율 저전압 직류변환장치(LDC : Low Voltage DC-DC Converter) 개발에 관하여 기술한다. 토폴로지(Topology)는 LDC에 적합한 강압형 컨버터로써 전류를 분산시켜 효율증대가 가능한 다중 위상 벅 컨버터(Multi-phase Buck Converter) 구조를 채택하였다. 제안된 방식은 결합 인덕터(Coupled Inductor)를 사용하여 부피를 저감시킬 수 있으며, 디지털 제어를 이용하여 상위 제어기와의 통신을 할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 제안된 방식의 타당성을 검증하기 위하여 이론적으로 분석하며, 3kW급 시제품을 제작하여 제안방식의 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.409-410
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• 2013

최근 연비 개선 문제에서 전 세계적으로 화두가 되고 있는 ISG라 함은 IDLE STOP & GO의 약자로 공회전시 낭비되는 연료를 저감하고 배출가스를 최소화 하는 친 환경 저연비 시스템이다. 차량의 성능 향상 및 안락함과 안전도의 개선을 위하여 차량에 사용되는 전기 시스템은 점차 증가하고 있으며, 전기시스템의 증가에 따라 차량에 작용하는 전기 부하량은 매년 늘어나고 있다. 이와 같은 ISG 구동을 위해서는 대전력 응용에 적합한 컨버터 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 10kW급 고전압 직류 변환장치(High voltage DC-DC Converter ; HDC)와 1.5kW급 저전압 직류 변환장치(Low voltage DC -DC Converter : LDC) 설계하여 검증하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.798-804
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• 2013

본 논문에서는 고주파 회로 모델링을 이용하여 전기자동차의 LDC로부터 방출되는 전도성 전자파 잡음을 시스템-레벨에서 분석하였다. 관련 전도 방출의 주요 원인은 LDC에서 사용하는 펄스폭 변조 방식의 100 kHz 스위칭 동작에 기인하며, 이러한 전도 방출은 공통-임피던스 결합 및 유도성 결합을 통해 AM/FM 주파수 대역에서의 무선주파수 간섭을 유발한다. 이러한 문제를 분석하기 위해 LDC를 구성하고 있는 MOSFET과 고압 커패시터, 고전압 케이블과 버스 바에 대한 기본 회로는 물론, 각 부분에서 존재하는 기생 성분 및 비선형 특성을 해석하여 LDC 전체를 포함한 시스템-레벨의 고주파 등가회로 모델을 제안하였다. 이러한 모델을 이용하여 시뮬레이션과 측정을 비교하여 유사성을 검증하였다. 향후 이러한 접근 방법이 전기자동차의 전자파 적합성 설계에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권4호
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• pp.911-919
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• 2013

This paper reports the development of test bed with the energy recovering technique using two-step boost converter. The device is utilized for LDC aging test of Hyundai Motor's LPI AVANTE HEV in mass production. The developed power recycle type test bed is designed as 1.5 kW class to test up to the maximum load power of LDC and is also designed to supply scant power supply up to 500 W after power recycle. The theoretical design analysis and operational characteristics analysis results of test bed are reported, and its practicality and reliability are verified through the test result. Also, the finally developed test bed confirms approximately 79~85 % energy saving effect compared to the usual traditional aging test system.