• 전력전자학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.325-333
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• 2021

A 3 kW grid-tied PV inverter with Gallium nitride high-electron mobility transistor (GaN HEMT) for domestic commercialization was developed using boost converter and full-bridge inverter with LCL filter topology. Recently, many GaN HEMTs are manufactured as surface mount packages because of their lower parasitic inductance characteristic than standard TO (transistor outline) packages. A surface mount packaged GaN HEMT releases heat through either top or bottom cooling method. IGOT60R070D1 is selected as a key power semiconductor because it has a top cooling method and fairly low thermal resistances from junction to ambient. Its characteristics allow the design of a 3 kW inverter without forced convection, thereby providing great advantages in terms of easy maintenance and high reliability. 1EDF5673K is selected as a gate driver because its driving current and negative voltage output characteristics are highly optimized for IGOT60R070D1. An LCL filter with passive damping resistor is applied to attenuate the switching frequency harmonics to the grid-tied operation. The designed LCL filter parameters are validated with PSIM simulation. A prototype of 3 kW PV inverter with GaN HEMT is constructed to verify the performance of the power conversion system. It achieved high power density of 614 W/L and peak power efficiency of 99% for the boost converter and inverter.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.172-178
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• 2019

본 논문에서는 LTCC 다층기판으로 구현할 수동 소자를 수축공정과 무수축공정으로 구분하여 설계, 제작하고 분석하였다. 유전율 7 또는40의 두 종류 세라믹 소재를 사용하여 기본 형태의 수동소자를 다양하게 두 가지 공정으로 제작하여 특성을 비교하였다. 유전율40 기판을 사용할 때 수축공정은 X, Y 방향에서 17%, Z 방향에서 36%의 수축율을 보이는 것과 비교하여, 무수축공정은 X,Y 방향에서 변화하지 않고 Z 방향으로만 43% 수축하여 평면상에서 높은 치수 정밀도와 표면 평탄도를 얻을 수 있다. 측정 값으로 부터 매개 변수를 이용한 경험적 해석 식을 이용하여 제작한 LTCC 소자의 인덕턴스 및 커패시턴스를 추정하였으며 설계 라이브러리 형태로 구현하였다. 유전율과 제작 공정에 따라 인덕터의 권선수와 단위 면적에 따른 커패시턴스를 측정하여 권선수 및 단위면적에 따른 소자값을 예측할 수 있는 다항식을 제시하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권5호
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• pp.8-15
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• 2002

나선형 인덕터를 이용한 VCO를 MOSIS의 HP 0.5㎛ CMOS 공정으로 최적 설계하고 제작하였다. 나선형 인덕터의 SPICE 모델을 이용하여, Q지수(qualify factor)를 동작 주파수에서 최대화하기 위하여 레이아웃 변수인 금속선 폭, 회전수, 내경, 간격 등을 최적화하였다. 만약 동작주파수가 2㎓, 인덕턴스가 약 3nH이고, 금속선 두께 0.8㎛, 절연 산화막 두께 3㎛를 사용하는 MOSIS HP 0.5㎛ CMOS 공정의 경우 금속선 폭은 20 정도로 하는 것이 Q지수를 최대로 함을 확인하였다. 이렇게 최적화된 나선형 인덕터를 LC 공진 탱크에 사용하여 VCO를 설계, 제작 및 측정을 하였다. 측정은 온웨이퍼(on-wafer)상에서 HP8593E 스펙트럼 에널라이저를 이용하였다. 발진신호의 주파수는 약 1.61㎓이고, 컨트롤전압이 0V -2V변화할 때 발진주파수는 약 250㎒(15%) 변화하였으며, 출력 스펙트럼으로부터 중심주파수 1.61㎓에서 offset 주파수가 600㎑ 때의 위상잡음이 -108.4㏈c/㎐ 였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권10호
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• pp.687-698
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• 2001

본 논문에서는 RF(Radio Frequency) 회로의 구현 방법으로서 3차원 적층형태의 PAA(Pad Area Array) 패키지 구조를 제시하였다. 지능 교통망 시스템(Intelligence Traffic System)을 위한 224㎒의 RF 시스템을 적층형 PAA 패키지 구조에 적용시켜 구현하였다. 적층형 PAA 패키지 구성 과정에서는 RF 회로를 기능별, 주파수별로 분할하였고 3차원적인 적층형태의 PAA 구조로 설계한 후 분할된 단위 모듈의 RF 동작특성과 3차원 적층형 PAA 패키지 모듈의 전기적 특성을 개별적으로 분석하였다. 적층형 PAA RF 패키지가 갖는 연결단자인 공납(Solder Ball)에 대한 전기적 파라미터 측정결과 그 전기적 특성인 기생 캐패시턴스와 기생 인덕턴스는 각각 30fF, 120pH로 매우 미세하여 PAA 패키지 구조인 RF 시스템에 끼치는 영향이 무시될 수 있음을 확인하였고, 구성된 송수신단은 HP 4396B network/spectrum analyser로 측정한 결과 224㎒에서 수신단, 송신단 증폭이득은 각각 22dB 27dB. 나타나서 설계값에 비하여 3dB감소 된 것을 알 수 있었다. 이는 설계와 제작과정 사이의 차이로 판명되었으며 수동부품 보정방법을 통하여 각 단위모듈의 입출력 임피던스 정합을 이루어 각각 24dB, 29dB로 개선시킬 수 있었다. 따라서, 본 실험에서는 RF 회로를 기능별로 모듈화하고 3차원 적층형 PAA 패키지 구조로 구현하여 전기적 특성을 개선시킬 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.799-804
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• 2016

광대역 전력선 통신은 전류의 흐름과 함께 효과적인 양방향 통신을 얻기 위하여 전력선 분배망을 통신 매체로 이용한다. 그러나 전력선은 통신에 최적화된 채널이 아니므로 인터넷, 음성 및 데이터 서비스에 대한 통신 시스템의 개발은 시뮬레이션에 의한 성능 분석에 적합한 측정 기반의 전송 모델을 필요로 한다. 본 논문에서는 복잡한 전달 함수를 기술하는 분석 모델을 다중 전력선 모델의 감쇠 및 경로 파라미터를 획득하는데 이용하였으며 이를 바탕으로 주파수 응답특성을 계산하였다. 계산된 결과는 다중경로에 의한 주파수 선택성 페이딩과 주파수에 대한 신호의 감쇄를 보여주었으며 이는 실험 결과와 잘 일치하였다. 이론모델에 적용한 배전선을 실험적으로 구성한 후 배전선에 전기적인 신호를 인가하는 방법으로 비접촉식 결합을 위한 페라이트 코어로 구성된 유도 결합 장치를 사용하였다. 신호 결합 손실은 커플러에 감긴 권선수에 의해 최소화 될 수 있다. 3회 권선 결합 효율은 일회 권선 결과보다 6dB 이상 개선됨을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.8-15
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• 2019

영구자석 동기전동기는 벡터제어를 통해 우수한 효율로 다양한 산업분야에 적용되고 있다. 영구자석 동기전동기의 벡터제어를 위한 회전자 위치정보는 회전자 위치센서 또는 회전자 위치 추정기를 이용하여 검출한다. 회전자 위치추정기를 이용한 센서리스 제어로 가장 많이 적용되고 있는 모델기반 센서리스 제어는 역기전력기반의 센서리스 제어와 영구자석의 자속기반 센서리스 제어로 구분할 수 있다. 역기전력 기반의 센서리스 제어는 역기전력이 속도에 비례하므로 저속에서 회전자의 위치 추정성능이 떨어지는 단점이 있다. 자속기반 센서리스 제어의 경우 회전자 위치추정을 위한 영구자석의 자속의 크기는 속도에 관계없이 일정하기 때문에 넓은 속도 영역에서 회전자의 위치 추정성능이 우수하다. 하지만 모델기반 센서리스 제어는 영구자석 동기전동기의 수학적 모델을 이용하기 때문에 전동기 상수의 변화에 따라 회전자 위치 추정 성능이 영향을 받는다. 본 논문에서는 두 가지 모델기반 센서리스 제어 방법에 대해 고정자 저항 및 인덕턴스의 전동기 상수 오차가 -30% ~ 30%로 변동하였을 때 역기전력 추정 성능, 자속 추정 성능, 회전자의 위치추정 성능을 이론적으로 비교, 분석하고 모의해석 및 실험으로 검증하였다.