• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2005년도 학술대회 논문집
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• pp.377-382
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• 2005

This paper presents two new circuit topologies of DC bus lineside active edge resonant snubber assisted soft-switching PWM full-bridge DC-DC converter acceptable for either utility AC 200V-rms or AC 400V-rms input voltage source. One topology of proposed DC-DC converters is composed of a typical voltage source-fed full-bridge high frequency PWM inverter using DC busline side series power semiconductor switching devices with the aid of a parallel capacitive lossless snubber. All the active power switches in the full-bridge arms and DC busline can achieve ZCS turn-on and ZVS turn-off commutations and the total turn-off switching power losses of all active switches can be reduced for high-frequency switching action. It is proved that the more the switching frequency of full-bridge soft switching inverter increases, the more soft-switching PWM DC-DC converter with a hish frequency transformer link has remarkable advantages for its efficiency and power density as compared with the conventional hard-switching PWM inverter type DC-DC converter

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제15권1호
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• pp.59-64
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• 2008

최근 DC-DC 초퍼의 소형경량화 및 저소음화를 위해서 초퍼에 사용한 전력용 반도체 스위치의 스위칭 주파수를 증대시키고 있다. 이에 따른 스위칭 손실의 증대는 초퍼의 효율을 상당히 감소시키는 요인으로 주어진다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 초퍼에 사용한 반도체 스위치의 턴-온, 턴-오프를 소프트 스위칭(영전류 또는 영전압 스위칭)으로 동작시켜 스위칭 손실을 최소화하는 새로운 고효율의 DC-DC 초퍼를 제안한다. 제안한 초퍼의 소프트 스위칭 동작은 스위치의 동작 시점에 부분공진 회로가 형성되어 인덕터의 전류와 커패시터의 전압이 영으로 될 때 스위치를 동작시키는 부분공진 기법이 적용된다. 또한 제안한 초퍼에 적용된 부분공진 회로는 승압용으로 사용한 인덕터와 스너버 커패시터에 의해 설계되어 초퍼의 회로 토폴로지가 간단하다. 컴퓨터 시뮬레이션과 실험결과를 통해 제안한 DC-DC 초퍼의 타당성이 입증된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.131-137
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• 2012

본 논문에서는 영전압 스위칭(ZVS)과 전류불연속 모드(DCM)에 의한 새로운 고효율의 DC-DC 컨버터에 대해 연구된다. 일반적으로 고효율의 컨버터를 만들기 위해서는 전력변환기내에 사용된 반도체 스위칭 소자의 손실을 최소화하여 이루어진다. 제안한 컨버터는 DCM에 의하여 스위치의 턴-온 동작을 영전류 스위칭(ZCS)으로 만들고, 또한 새로운 유사공진 회로를 접목하여 컨버터의 고효율을 실현시킨다. 제안한 컨버터에 사용된 제어용 스위칭 소자들은 유사공진 기법에 의해 소프트 스위칭, 즉 ZVS와 ZCS으로 동작시키고, 이에 따른 제어용 스위칭 소자들은 전압과 전류의 스트레스 없이 동작한다. 그 결과 제안한 컨버터는 스위칭 손실의 저감에 의해 고효율로 구동된다. 제안한 DCM-ZVS 컨버터의 소프트 스위칭 동작과 시스템 효율은 디지털 시뮬레이션과 실험결과를 통해 그 타당성이 입증된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.845-848
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• 2009

전력용반도체(Power Management IC)는 전력의 변환이나 제어용으로 최적화되어 있는 전력장치용 반도체 소자로서 전자기기에 들어오는 전력을 그 전자기기에 맞게 변경하는 역할을 하며, 일반 반도체에 비해서 고내압화, 큰 전류화, 고주파수화 되어 있다. 전력용반도체는 전기가 쓰이는 제품에는 다 들어가며, 자동차, 공업제품, 컴퓨터와 주변기기, 통신, 가전제품, 모바일 기술, 대체 에너지 등에 대한 수요 증가가 시장의 성장을 촉진한다. 전력용반도체 개발을 통해 대일무역적자 해소 기여, 취약한 비메모리 산업의 육성을 통한 반도체산업의 균형발전, 신성장동력 창출을 통한 미래 경제발전을 도모할 수 있다. 본 고에서는 반도체 부문의 미래 유망품목인 전력용반도체의 필요성 및 중요성, 시장현황 및 전망을 중심으로 살펴보고 결론에서 정책적 시사점을 도출하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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• pp.301-303
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• 2001

In this paper we present a Capacitor Charging Power Supply (CCPS) using a series-resonant three-level inverter topology to improve voltage regulation and use semiconductor switches having low blocking voltage capability such as MOSFETs. This inverter can be operated with two modes, Full Power Mode (FPM) and Half Power Mode (HPM). In FPM inverter supplies the high frequency step up transformer with full DC-link voltage and in HPM with half DC-link voltage. HPM switching method will be adopted when CCPS output voltage reaches the preset target value and operates in refresh mode-charge is maintained on the capacitor. In this topology each semiconductor devices blocks a half of the DC-link voltage[2]. A 15kW, 30kV CCPS has been built and will be tested for an electric precipitator application. The CCPS operates from an input voltage of 500VDC and has a variable output voltage between 10 to 30kV and 1kHz repetition rate at 44nF capacitive load [3]. A resonant frequency of 67.9kHz was selected and a voltage regulation of $0.83\%$ has been achieved through the use of half power mode without using the forced cut off the switch current [1]. The theory of operation, circuit topology and test results are given.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.284-288
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• 2013

Power MOSFETs(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) operate as energy control semiconductor switches. In order to reduce energy loss of the device during switch-on state, it is essential to increase its conductance. We have experimental results and explanations on the doping profile dependence of the electrical behavior of the vertical MOSFET. The device is fabricated as $8.25{\mu}m$ cell pitch and $4.25{\mu}m$ gate width. The performances of device with various p base doping concentration are compared at Vth from 1.77 V to 4.13 V. Also the effect of the cell structure on the on-resistance and breakdown voltage of the device are analyzed. The simulation results suggest that the device optimized for various applications can be further optimized at power device.

• 전력전자학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.65-71
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• 2015

This paper presents the efficiency analysis of a critical current mode interleaved PFC rectifier, in which each of three different semiconductor switches is employed as the active switch. The Si FET, SiC FET, and GaN FET are consecutively used with the prototype PFC rectifier, and the efficiency of the PFC rectifier with each different semiconductor switch is analyzed. An equivalent circuit model of the PFC rectifier, which incorporates all the internal losses of the PFC rectifier, is developed. The rms values of the current waveforms main circuit components are calculated. By adapting the rms current waveforms to the equivalent model, all the losses are broken down and individually analyzed to assess the conduction loss, switching loss, and magnetic loss in the PFC rectifier. This study revealed that the GaN FET offers the highest overall efficiency with the least loss among the three switching devices. The GaN FET yields 96% efficiency at 90 V input and 97.6% efficiency at 240 V, under full load condition. This paper also confirmed that the efficiency of the three switching devices largely depends on the turn-on resistance and parasitic capacitance of the respective switching devices.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.339-343
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• 2018

본 연구는 IGBT 구조에서 JFET 영역의 드라이브 인 확산거리 및 JFET영역의 윈도우의 크기에 따라서 항복전압과 온상태 전압강하 특성을 분석하였다. 시간은 동일하게 하면서 온도를 상승시켜 확산거리를 조정하였으며, 그 결과 항복전압은 감소되나, 온 상태 전압 강하 특성은 현저하게 좋아지는 것을 알 수 있었다. 따라서 드리프트 층의 비저항을 변화시켜 항복전압을 1440V로 고정하여 1.15V의 낮은 온 상태 전압 강하 값을 얻을 수 있었다. 따라서 본 연구결과를 토대로 Planar Gate IGBT에서는 JFET 영역의 공정 및 설계 파라미터를 효율적으로 조절한다면 같은 항복전압을 기준으로 상당히 낮은 온 상태 전압 강하 값을 확보할 수 있어, 소비전력의 측면에서 충분히 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제6권1호
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• pp.97-102
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• 2020

사물인터넷 환경에서 다중 객체의 스위치 제어는 고전압을 구동하기 위해 레벨 시프터가 있는 여러 솔리드 스테이트 구조로써 낮은 ON 저항과 양방향 릴레이 MOS 스위치를 통합했으며 외부 직렬 논리 제어에 의해 독립적으로 제어되어야 한다. 이 장치는 의료용 초음파 이미지 시스템, 잉크젯 프린터 제어 등의 IoT 기기뿐만 아니라, 켈빈 4 단자 측정을 사용한 PCB 개방 / 단락 및 누출 테스트 시스템과 같은 저전압 제어 신호에 의한 고전압 스위칭 제어가 필요한 응용 제품에 사용하도록 설계되었다. 이 논문에서는 FPGA (Field Programmable Gate Array) 테스트 패턴 생성을 사용한 아날로그 스위치 제어 블록의 구현 및 검증에 대하여 고찰하였다. 각 블록은 Verilog 하드웨어 설명 언어를 사용하여 구현된 후 Modelsim에 의해 시뮬레이션 되고 FPGA 보드에서 프로토타입화 되어 적용되었다. 제안된 아키텍처는 IoT 환경에서 여러개의 개체들을 동시에 제어하여야 하는 분야에 적용할 수 있으며 유사 형태의 IC를 테스트하기 위해 제안된 패턴 생성 방법을 적용할 수 있다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제7권4호
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• pp.538-545
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• 2012

In this paper a novel cascaded transformer multilevel inverter is proposed. Each basic unit of the inverter includes two DC sources, single phase transformers and semiconductor switches. This inverter, which operates as symmetric and asymmetric, can output more number of voltage levels in the same number of the switching devices. Besides, the number of gate driving circuits is reduced, which leads to circuit size reduction and lower power consumption in the driving circuits. Moreover, several methods to determination of transformers turn ratio in proposed inverter are presented. Theoretical analysis, simulation results using MATLAB/SIMULINK and experimental results are provided to verify the operation of the suggested inverter.