• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.304-305
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• 2020

본 논문은 초소형 전기자동차용 Low voltage DC-DC Converter(LDC)의 고전력밀도화 기법을 제시한다. Sync-Buck 구조를 사용해 구조를 단순화하고, Planar 인덕터 적용, PCB와 방열 plate를 사용하여 PCB와 방열 기구물의 접촉면을 증대시킴으로써 전력밀도를 향상시킬 수 있음을 보인다. 500W(12V, 41.67A)급 시제품 제작 및 배터리 입력 조건인 58V~84V 영역에서 실험을 통해 제안한 기법의 타당성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.68-70
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• 2019

본 논문은 8.1kW/L($132W/in^3$)의 전력밀도를 갖는 전기자동차(xEV)용 저전압 배터리 충전기(Low voltage DC-DC converter, LDC)를 위한 절연형 DC-DC컨버터의 설계 방법을 제안한다. 전체 부피 중 가장 큰 비중을 차지하는 자성체의 부피를 줄이기 위해 GaN소자를 채택하여 700kHz의 스위칭 주파수를 적용하였으며, GaN 스위치를 고주파에서 원활히 동작시키기 위한 게이트 드라이버를 직접 제작하였다. 또한 자속 상쇄 개념이 적용된 매트릭스 평면 변압기를 설계하여 적용함으로써 변압기의 부피를 크게 줄일 수 있었고, 8.1kW/L의 전력밀도를 달성하였다. 본 논문에서는 후보 토폴로지들의 비교를 통해 고 전력 밀도에 가장 적합한 토폴로지를 선정하였으며, 자속 상쇄 기법이 적용된 매트릭스 평면 변압기의 설계방법을 제안하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.99-100
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• 2012

본 논문에서는 차량용 저전압 DC-DC 컨버터 (Low voltage DC-DC Converter, LDC)에 최적화된 자성소자를 개발하기 위한 Test Platform 구축 과정을 제시한다. 현재 연구, 개발된 LDC를 토대로 자성소자 개발에 범용성을 가지는 정격사양을 결정하고 그에 따른 시스템을 구성한다. 또한 시스템에 적용된 위상천이 풀-브리지 (Phase-Shift Full-Bridge, PSFB) 컨버터에서 자성소자가 미치는 영향을 분석한다. 분석 결과를 기반으로 구성한 시스템에서 안정적인 성능 검증을 위한 자성소자의 적정 설계범위를 제시하고, 범용성을 위해 입출력 변화에 따른 자성소자 설계 요소들의 변화 추이를 제시한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.112-119
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• 2021

This study proposes a design method of high-power-density and high-efficiency low-voltage DC-DC converters using SiC MOSFET and the optimized planar transformer design procedure based on the figure-of-merit. The secondary rectifying circuit of the phase-shifted full-bridge converter is compared to achieve high power density and high efficiency, and the phase-shifted full bridge converter with a current-doubler rectifier is selected. The planar transformer is designed by the proposed optimized design procedure and verified by FEA simulation. To validate the proposed design method, experimental results from a 3 kW prototype are provided. The prototype achieved 95.28% maximum efficiency and a power density of 2.98 kW/L.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.367-368
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• 2017

본 논문에서는 영전류 모드로 진입한 zero voltage transition(ZVT) interleaved bi-direction low voltage DC-DC converter(IB-LDC)의 도통 손실을 최소화하기 위한 위상 제어가 제안된다. IB-LDC의 출력단 배터리가 완충되어 영전류 모드로 진입하면 IB-LDC의 입 출력 평균 전류는 0[A]로 감소하지만 보조 회로 전류는 기존의 설계 값에 의해 감소하지 않아 지속적인 도통 손실을 일으킨다. 따라서 본 논문에서는 영전류 모드로 진입한 IB-LDC의 보조 회로에 ZVT 조건을 만족시키는 공진 전류만 흐르도록 하여 도통 손실을 최소화하는 위상 제어를 제안하였다. 또한 PSIM simulation 및 실험을 통해 증명하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.223-224
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• 2018

본 논문에서는 전기자동차용 저전압 배터리 충전기(Low-voltage DC-DC Converter, LDC)에 적합한 입력 직렬-출력 병렬 구조의 능동 클램프 포워드 컨버터의 모델링 및 제어기 설계를 제안한다. 제안하는 컨버터는 모든 스위치에서 소프트 스위칭을 성취하기 때문에 높은 효율을 달성할 수 있다. 또한 누설 인덕턴스의 영향을 포함한 컨버터의 정확한 소신호 모델을 통하여 모델링 기반의 제어기 설계를 제시한다. 제어기의 시뮬레이션 및 3.2kW급 시작품의 실험을 통하여 제안하는 컨버터의 성능을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.97-98
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• 2012

본 논문에서는 친환경 자동차용 양방향 절연형 저전압 직류변환장치(Low voltage DC-DC converter, LDC)를 제안한다. 제안한 컨버터는 직렬 공진형 컨버터를 이용한 2단 방식으로 비절연 컨버터가 전압 및 양방향 제어를 하며 절연부는 고정듀티와 고정주파수로 동작시켜 전 부하영역에서 ZCS 턴온 및 턴오프가 가능한 장점을 갖는다. 또한 양방향 전압제어가 가능한 제어 전략을 제안하였다. 5 kW급 시작품으로 제안한 방식의 타당성을 검증하였으며 강압모드시 최고효율 95.13 %, 승압모드시 최고효율 95.08 %를 달성하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.348-349
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• 2019

본 논문은 전기자동차용 8.1kW/L의 높은 전력밀도를 갖는 저전압 DC-DC 컨버터(Low-voltage DC-DC converter, LDC)의 설계 방법을 제안한다. 넓은 전압범위에서 높은 전력밀도를 성취하기 위해 위상천이 풀-브릿지(Phase Shift Full-Bridge, PSFB) 컨버터의 2차측 토폴로지 후보군의 비교를 통해 전류-더블러 토폴로지로 토폴로지가 선정되었다. 또한 자속 상쇄 기법이 적용된 매트릭스 변압기를 적용한 PSFB 컨버터와 냉각기의 구조설계를 통해 8.1kW/L의 전력밀도를 달성하였으며 1.8kW 시작품을 제작하여 성능을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.196-197
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• 2013

친환경 차량의 필수장치로 사용되는 OBC(On Board Charger) 및 LDC(Low DC-DC Converter)는 시스템 성능은 물론 하드웨어적인 신뢰성과 더불어 차량에서 발생할 수 있는 다양한 Fault로부터 차량과 운전자를 보호할 수 있는 안정성과 신뢰성을 확보하는 것이 요구된다. OBC/LDC 개발에 있어 시제품을 제작하여 성능 검증과 하드웨어 신뢰성을 확보하는 것은 현재의 개발 프로세서로 충분하지만 차량에서 발생하는 다양한 Fault 상황에 대한 강건성 확보는 실차에 탑재하여 검증하지 않고서는 뚜렷한 검증 방법이 없는 실정이다. 이에 따라 본 논문에서는 차량에서 발생될 수 있는 다양한 Fault 상황을 시뮬레이터로 모사하여, 이러한 Fault를 전력변환장치에 인위적으로 주입시킨 뒤 전력변환장치가 정상적으로 동작하는지 분석한다. 이를 통해 실차에 탑재하지 않고 전력변환시스템의 신뢰성을 검증하기 위한 방안을 제시한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.239-240
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• 2011

본 논문에서는 도심형 근거리 전기자동차의 구동을 위한 통합형 전력변환장치 개발에 대해 소개한다. 차량 구동용 유도 전동기 제어와 주동력 배터리 충전 및 전장배터리 충전의 기능을 가지기 위하여 MCU(Motor Control Unit), OBC(On-Board Charger), LDC(Low Voltage DC-DC Converter)를 적용하였다. 각각의 전력변환장치들 사이에 불필요한 커넥터를 없애고 단일 방열판 위에 각 요소부품을 배치하여 하나의 통합된 기구 물 위에 모든 기능을 발휘하도록 통합형 전력변환장치를 개발하였다. 개별 기능을 가지는 MCU와 OBC, LDC의 단품 성능시험을 거친 후 실차에 장착하여 차량모터제어 및 배터리 충전을 실험을 통하여 확인하였다.