• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.43-44
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• 2010

본 논문에서는 저전압 구동 인버터의 게이트 구동회로 설계 시, 밀러 캡 영향이 야기할 수 있는 암 단락 현상 방지를 위한 양전원 방식의 게이트 구동회로 설계를 제안한다. 제안하는 회로는 부트스트랩 방식의 0~15[V] 의 전원을 사용하고, 커패시터와 다이오드를 통하여 마이너스 전압을 생성하며 이를 통해 양전원으로 게이트를 구동한다. 이는 단 전원 방식에 비하여 밀러 캡의 영향을 줄일수 있고 이를 통해 스위칭 시 소자의 스트레스를 감소시키며 또한 암단락을 방지한다. 제안하는 회로를 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.732-741
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• 2018

여러 배터리 셀을 직렬로 연결해서 사용하는 BMS에서 사용 가능 용량을 최대화시키기 위하여 각 셀의 전압을 같도록 맞춰주는 셀 밸런싱 기술이 필요하다. 다중 권선 변압기를 사용하는 능동 셀 밸런싱 회로에서 셀 간 직접적 (direct cell-to-cell)으로 에너지를 전달하는 밸런싱 회로는 PMOS 스위치와 NMOS 스위치를 구동하기 위한 게이트 구동 칩은 PMOS 스위치와 NMOS 스위치 개수 만큼 TLP2748 포토커플러(photocoupler)와 TLP2745 포토커플러가 필요하므로 원가가 증가하고 집적도가 떨어진다. 그래서 본 논문에서는 포토커플러를 사용하여 PMOS와 NMOS 스위칭소자를 구동하는 대신 70V BCD 공정기반의 PMOS 게이트 구동회로와 NMOS 게이트 구동회로, 스위칭 시간이 개선된 PMOS 게이트 구동회로와 NMOS 게이트 구동회로를 제안하였다. 스위칭 시간이 개선된 PMOS 게이트 구동 스위치의 ${\Delta}t$는 8.9ns이고, NMOS 게이트 구동 스위치의 ${\Delta}t$는 9.9ns로 양호한 결과를 얻었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.221-223
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• 2020

반도체 기반 고전압 펄스 발생장치에 적용 가능한 고전압 스위치는 주로 수 kV 정격의 반도체 스위치를 직렬로 스태킹하여 구성되며, 이때 각 스위치 소자에는 절연과 동기화된 각각의 게이트 신호가 인가되어야 한다. 본 논문에서는 짧은 펄스 폭의 온, 오프 게이트 펄스와, 단일 턴의 고전압 전선을 일차측으로 갖는 게이트 변압기를 통해 직렬로 구성된 반도체 스위치 스택 기반의 펄스 모듈레이터에 적용 가능한 간단한 구조의 게이트 구동회로가 설계되었다. 각 스위치에 게이트 신호를 전달하기 위해 온, 오프 게이트 펄스를 사용함으로써 게이트 변압기의 포화를 방지할 수 있으며, 이때 각 스위치의 게이트 턴-온, 오프 전압은 변압기 이차측의 제너 다이오드와 스토리지 커패시터를 통해 유지된다. Pspice 시뮬레이션을 통해 12개의 IGBT를 직렬로 구성하여 설계된 구조의 게이트 회로를 적용, 최대 10kV 펄스 출력 조건에서 안정적인 동작을 확인하고 설계를 검증하였으며 1200V 급 IGBT를 사용하여 실제 스위치 스택과 게이트 구동회로 모듈을 1리터 이내의 부피로 고밀도화하여 제작하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.99-104
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• 1999

최근 산업이 대규모화함에 따라 고압 전력 변환 장치의 필요성이 증가하고 있고, 이에 따라 전력용 반도체 소자의 직렬 구동이 많이 이용되고 있다. 소자의 직렬 구동은 소자간에 적절한 전압 분배가 이루어져 개별 소자에 정격이상의 과전압이 인가되는 것을 방지하는 것이 큰 관건이다. 또한 고전압 회로에서는 부유 인덕턴스에 의한 소자의 과전압도 방지하여야 한다. 본 논문에서는 직렬 연결된 IGBT의 턴-오프 과도상태시 컬렉터 전압 기울기 조절로 안정된 전압 분배와 과전압을 방지하는 새로운 게이트 구동기법을 제안한다. 제안하는 게이트 구동기법은 컬렉터 전압을 검출하여 능동적으로 게이트 신호를 제어함으로써 과전압을 제한한다. 새로운 IGBT 게이트 구동회로를 제작하고 직렬 연결된 IGBT 회로에 적용하여 게이트 구동기법의 타당성을 검증하였다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제7권3호
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• pp.57-66
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• 1993

본 연구에서는 순차식 게이트구동방식을 사용하여 L, C 공진회로로 링크된 2조의 full-bridge 인버터회로를 병렬제어하는 기법을 제안하고 있다.MOSFET로 구성된 각 인버터는 한 개의 등가스위치 모델로 되어 직렬공진형 등가 half-bridge 인버터회로를 구성하고 있다. 게이트 제어기법으로 각 소자의 구동 주기를 분할 제어함으로서 소자의 직병렬 운전이 가능한 순차식 게이트 구동방식을 사용하고 이에 따른 인버터의 회로동작 모드를 분석하고 해석하였다.시뮬레이션을 통한 회로 해석 결과 각 인버터단과 소자의 전압 및 전류분담이 적절히 이루어지고 있음을 알 수 있었고 안정된 회로동작이 이루어지고 있음을 확인하였다.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권12호
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• pp.59-68
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• 1999

ASIC의 타이밍 특성 분석은 회로를 구성하는 게이트와 이들을 연결하는 배선의 지연 시간을 바탕으로 이루어진다. 게이트의 지연 시간은 입력에 인가된 파형의 천이 시간과 출력에 연결된 부하 커패시턴스를 변수로 하는 이차원 테이블로 모델링할 수 있다. 배선의 지연 시간은 배선에서 추출한 저항, 커패시턴스 등으로 구성된 배선회로에 AWE 기법을 적용하여 계산할 수 있다. 그러나 이들 지연 시간은 구동 게이트와 배선의 상호 작용의 영향을 받으므로 이 효과를 반영하여 이차원 테이블 모델과 AWE 기법을 사용하여야 한다. 배선을 구동하는 게이트가 한 개라는 가정 하에서 유효 커패시턴스와 게이트 구동 모델을 통하여 상호 작용을 고려하는 기법이 제안된 바 있다. 본 논문은 이를 확장하여 병렬로 연결된 여러 개의 CMOS 게이트가 동시에 배선을 구동하는 경우를 다룰 수 있는 기법을 제시하고 있다. 이 기법을 C 프로그램으로 구현하여 CMOS ASIC 제품에 적용한 결과 , 게이트와 배선의 지연 시간을 SPICE와 비교하여 수 십 배 이상 빠른 속도와 수 % 이내의 오차로 분석하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.111-121
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• 1999

대용량 IGBT를 위한 새로운 능동 게이트 구동회로를 제안한다. IGBT의 우수한 스위칭 성능을 성취하기 위해 필요한 여러 구동 조건들을 최적으로 조합시킨 게이트 구동 회로이다. 스위칭 노이즈와 스트레스를 감소시키기 위해 필요한 느린 구동 조건과 스위칭 속도를 증가시키고 손실을 저감시키기 위해 요구되는 고속 구동 조건들을 동시에 만족시키고 있다. 또한 작은 전류의 턴-온시 발생되는 진동현상을 효과적으로 감쇠시킬 수 있는 특성을 지니고 있다.

• 전력전자학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.222-230
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• 1998

본 논문에서는 스너버 회로를 사용하지 않고 턴-온시 역회복 전류의 영향과 턴-오프 시 구동되는 IGBT에 발생하는 과전압을 제한할 수 있는 새로운 IGBT 게이트 구동회로를 제안한다. 제안하는 턴-온 게이트 구동기법은 턴-온 지연 시간을 증가시키지 않고 게이트-에이터 전압이 문턱전압 이상이 되면 IGBT의 입력 커패시턴스를 증가시킴으로써 게이트-에이터 전압의 증가율을 감소시키는 특징을 갖는다. 제안하는 턴-오프 게이트 구동기법은 전류의 크기에 따라 과전압을 제한하여 단락사고와 같은 대전류가 흐르는 경우 더욱 효과적으로 과전압을 제한하는 특징을 가진다. 또한, 여러 가지 조건에서 실험을 수행하여 제안한 IGBT 게이트 구동회로의 타당성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.254-256
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• 2019

본 논문은 파워셀 구조를 기반으로 설계된 양극성 펄스 전원장치에 대하여 소개한다. 파워셀은 풀브릿지 구조를 기반으로 설계되었으며, 833V를 출력하는 각 셀이 직렬로 연결되어 고전압을 생성하는 구조를 갖는다. 모든 파워셀의 방전 스위치를 구동하기 위해서 절연된 전력과 신호의 동시공급이 가능한 게이트 회로 구동방안이 제안되었다. 양극성 펄스 출력을 위한 파워셀의 각 래그의 단락을 방지하기 위한 게이트 회로가 설계되었다. 설계된 양극성 펄스 파워 모듈레이터의 동작을 검증하기 위해 테스트 회로가 구현되었다. 시험회로는 출력전압, 펄스 폭, 반복률 가변 조건에서 테스트 되었으며, 이를 통해 제안하는 양극성 펄스 파워 모듈레이터의 구조 및 게이트 구동회로의 신뢰성이 검증되었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.73-74
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• 2012

본 논문은 브릿지형 컨버터에 존재하는 기생성분이 게이트 구동에 미치는 영향을 분석한다. 다양한 기생성분과 입출력 사양에 따라 게이트 구동을 저해하는 EMI의 크기가 어떻게 변하는지 그 관계를 밝힌다. 이론적 분석을 통하여 시뮬레이션 모델을 구축하고, 실험을 통하여 타당성을 증명한다.