• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.362-363
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• 2013

기존 Fan Motor용 인버터의 경우, 높은 전압으로 인버터를 구동하기 때문에 높은 내압의 IPM을 사용해야 하는 문제점이 있다. 본 논문은 Fan Motor 구동용 인버터의 내압을 줄일 수 있는 Dual 공진 강압형 DC/DC 컨버터를 제안한다. 기존의 강압형 DC/DC 컨버터를 사용할 경우에는 큰 인덕터를 사용하기 때문에 회로의 전체적인 부피가 커지고 제작단가가 증가하는 단점이 있다. 반면 제안된 회로는 작은 크기의 인덕터를 사용한 Dual 공진 강압형 DC/DC 컨버터로써, 낮은 출력전압으로 인버터 구동이 가능하고, 영전압 스위칭을 하기 때문에 소형화 및 고효율화가 가능한 장점을 갖는다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적인 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 1.8kW급 Fan Motor 구동용 인버터 회로에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권6호
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• pp.2035-2044
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• 2016

In order to match the voltages between high voltage battery stacks and low voltage super-capacitors with a high conversion efficiency in hybrid energy sources electric vehicles (HESEVs), a high ratio bidirectional DC-DC converter with a synchronous rectification H-Bridge is proposed in this paper. The principles of high ratio step-down and step-up operations are analyzed. In terms of the bidirectional characteristic of the H-Bridge, the bidirectional synchronous rectification (SR) operation is presented without any extra hardware. Then the SR power switches can achieve zero voltage switching (ZVS) turn-on and turn-off during dead time, and the power conversion efficiency is improved compared to that of the diode rectification (DR) operation, as well as the utilization of power switches. Experimental results show that the proposed converter can operate bidirectionally in the wide ratio range of 3~10, when the low voltage continuously varies between 15V and 50V. The maximum efficiencies are 94.1% in the Buck mode, and 93.6% in the Boost mode. In addition, the corresponding largest efficiency variations between SR and DR operations are 4.8% and 3.4%. This converter is suitable for use as a power interface between the battery stacks and super-capacitors in HESEVs.

• 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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• 제19권4호
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• pp.846-857
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• 2019

Voltage step-down converters are very popular in distributed power systems, voltage regular modules, electric vehicles, etc. However, a high step-down voltage ratio is required in many applications to prevent the traditional buck converter from operating at extreme duty cycles. In this paper, a series capacitor interleaved buck converter with a soft switching technique is proposed. The DC voltage ratio of the proposed converter is half that of the traditional buck converter and the voltage stress across the one main switch and the diodes is reduced. Moreover, by paralleling the series connected auxiliary switch and the auxiliary inductor with the main inductor, zero voltage transition (ZVT) of the main switches can be obtained without increasing the voltage or current stress of the main power switches. In addition, zero current turned-on and zero current switching (ZCS) of the auxiliary switches can be achieved. Furthermore, owing to the presence of the auxiliary inductor, the turned-off rate of the output diodes can be limited and the reverse-recovery switching losses of the diodes can be reduced. Thus, the efficiency of the proposed converter can be improved. The DC voltage gain ratio, soft switching conditions and a design guideline for the critical parameters are given in this paper. A loss analysis of the proposed converter is shown to demonstrate its advantages over traditional converter topologies. Finally, experimental results obtained from a 100V/10V prototype are presented to verify the analysis of the proposed converter.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권9호
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• pp.1-7
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• 2008

본 논문은 0.35$\mu$m CMOS 공정으로 설계된 무선 모바일 시스템의 전력구동을 위한 3.3V 입력 1.8V 출력의 스텝다운 전압모드 DC-DC 변환기를 제안한다. 제안된 커패시터 멀티플라이어 기법은 오차보정중폭기의 보상회로 블록의 크기를 30%까지 줄여서 칩 안에 집적화 하였다. 이를 통하여 회로의 안정성을 향상시키기 위해서 칩 외부에 위치되었던 수동소자들이 없어지게 되었다. 또한 저 전력 버퍼를 이용해서 기존의 DC-DC 변환기보다 효율을 평균 3%정도 향상 시켰다. 제안한 변환기는 측정 결과, 부하전류 200mA에서 1.17%의 미만의 출력전압 리플을 가지며 최대 83.9%의 전력효율을 가진다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.988-989
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• 2015

본 논문은 저압 직류배전의 시스템에 적용하기 위한 ZVS 방식의 100kW 고강압 DC-DC 컨버터를 제안하고 실험을 통하여 타당성을 검증하였다. 제안된 시스템은 저압 직류배전 설비에 구성되는 시스템으로 1500Vdc가 송전될 때 가정이나 공업용으로 사용 가능한 380Vdc로 강압시켜주는 장치이다. 고압 특성상 하드 스위칭시 손실이 커 ZVS 동작이 가능하도록 구성하였고, 구성된 시스템에 대해 정격 실험 결과 100kW 부하에서 95.8%의 효율을 보였다.

• 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.

• 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.

• 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.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 하계종합학술대회논문집
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• pp.951-954
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• 1998

This paper proposed that a high power AC-DC buck converter topology of high efficiency using loss-less snubber 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 resutls on computer is included to confirm the validity of the analytical results. The partial resonant circuit makes use of a inductor using step-down 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 energy regenerated at input power source of rresonant operation. The proposed conversion system is deemed the most suitable for high power applications where the power switching devices are used.