• Title/Summary/Keyword: 고전력 스위칭 소자

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Full Wave Mode ZVT-PWM DC-DC Converters (전파형 ZVT-PWM DC-DC 컨버터)

  • 김태우;안희욱;김학성
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.6 no.3
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    • pp.243-249
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    • 2001
  • This paper proposes a full wave mode ZVT-PWM boost converter. The converter with the auxiliary switch in a full wave mode makes possible soft switching operation of all switches including the auxiliary switch whereas the auxiliary switch is turned off with hard switching in the conventional converter. Therefore, the proposed converter reduces the turn-off switching loss and switching noise of the auxiliary switch without additional passive and/or active elements and high power density system can be realized.

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Next Generation Energy Efficient Semiconductors: Status of R&D of GaN Power Devices (차세대 고효율/고출력 반도체: GaN 전력소자 연구개발 현황)

  • Mun, J.K.;Min, B.G.;Kim, D.Y.;Chang, W.J.;Kim, S.I.;Kang, D.M.;Nam, E.S.
    • Electronics and Telecommunications Trends
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    • v.27 no.4
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    • pp.96-106
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    • 2012
  • 차세대 에너지 절감 반도체로 각광을 받고 있는 GaN(Gallium Nitride) 전자소자의 연구개발 동향, 특히 전력증폭기용 GaN 기술동향에 관하여 기술하였다. GaN 전자소자는 와이드 밴드갭($E_g=3.4eV$)과 고온($700^{\circ}C$) 안정성 등 재료적인 특징으로 인하여 고출력 RF(Radio Frequency) 전력증폭기와 고전력 스위칭 소자로서 큰 장점을 갖는다. 본고에서는 차세대 GaN 전력소자의 주요 특성을 소개하고 미국, 유럽, 일본을 중심으로 한 대형 국책 연구 프로젝트 분석을 통한 GaN 전력소자 연구개발 방향 및 GaN 전력소자 시장과 주요 특허 현황을 살펴보았다. 또한 국내의 주요 연구개발 현황과 현재 수행 중이거나 완료된 연구개발 과제를 간략하게 언급하였다. 이러한 연구개발 현황분석을 통하여 GaN 기술의 중요성과 함께 국산화의 시급성을 강조하고자 한다.

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Development of 10kV 20kA RSD Stack System for Pulsed Power Generation (10kV 20kA급 펄스파워용 RSD Stack 시스템 개발)

  • Jeong, In-Wha;Kim, Jong-Soo;Rim, Geun-Hie
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2004.04a
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    • pp.169-172
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    • 2004
  • 펄스파워 응용기술에 있어서 핵심이 되는 것은 대전력 고반복율의 스위칭 특성을 갖는 스위치 및 구동기술이다. 지금까지 대전력 에너지를 전달하기 위해 사용되고 있는 스위치는 크게 사이라트론 등과 같은 진공 스위치와 자기 스위치, 그리고 반도체 스위치로 구분할 수 있는데 이중에서 기존 반도체 스위치들의 한계를 극복하고 낮은 제작비용으로 대전력 고반복용 펄스 전원 장치 등의 다양한 산업분야에 활용하고자 개발된 반도체 스위치가 바로 RSD (Reverse Switch-on Dynistor)이다. RSD는 애벌런치 전류에 의해 소자 전체를 동시에 턴온시키는 특성이 있으므로 고전압 적용을 위해서 직렬 스택을 구성하는 경우에도 턴온 지연이 거의 없어서 전압 분배기와 같은 추가적인 장치가 필요 없으며 높은 di/dt 특성과 우수한 펄스 통전능력을 가진다. 본 논문에서는 30${\mu}s$의 펄스폭으로 스위칭 할 수 있는 10kV 20kA급 펄스파워용 RSD 스택 시스템의 설계와 실험결과를 보여 주고 있다.

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Design of 6.6kW On-Board Battery Charger for Electric Vehicle using Phase-Shift Full-Bridge Converter (PSFB 컨버터를 이용한 전기자동차용 6.6kW 탑재형 충전기 설계)

  • Ahn, Jung-Hoon;Kim, Yun-Sung;Koo, Keun-Wan;Lee, Byoung-Kuk
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2012.07a
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    • pp.166-167
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    • 2012
  • 본 논문은 전기자동차 (Electric Vehicles, EVs)용 리튬 이온 (Li-Ion) 배터리의 충전 및 충전 속도 향상을 위하여 6.6kW급 고전력 탑재형 충전기 (On-Board Charger, OBC)를 설계한다. 높은 부하 가변범위와 차량 실장 특성을 고려하여 가용 가능한 토폴로지들 중 최적의 토폴로지로 위상천이 풀-브릿지 컨버터 (Phase-Shift Full-Bridge, PSFB)를 제안하고 타당성을 밝힌다. 또한 토폴로지를 구동하는 스위칭 주파수와 주요 수동소자의 변화에 따른 부피와 효율 등의 Trade-Off 관계를 이론적으로 전개하여 최적화한다.

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4H-SiC Schottky Barrier Diode Using Double-Field-Plate Technique (이중 필드플레이트 기술을 이용한 4H-SiC 쇼트키 장벽 다이오드)

  • Kim, Taewan;Sim, Seulgi;Cho, Dooyoung;Kim, Kwangsoo
    • Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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    • v.53 no.7
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    • pp.11-16
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    • 2016
  • Silicon carbide (SiC) has received significant attention over the past decade because of its high-voltage, high-frequency and high-thermal reliability in devices compared to silicon. Especially, a SiC Schottky barrier diode (SBD) is most often used in low-voltage switching and low on-resistance power applications. However, electric field crowding at the contact edge of SBDs induces early breakdown and limits their performance. To overcome this problem, several edge termination techniques have been proposed. This paper proposes an improvement in the breakdown voltage using a double-field-plate structure in SiC SBDs, and we design, simulate, fabricate, and characterize the proposed structure. The measurement results of the proposed structure, demonstrate that the breakdown voltage can be improved by 38% while maintaining its forward characteristics without any change in the size of the anode contact junction region.

Alternately Zero Voltage Switched Forward, Flyback Multi-Resonant Converter Controller (교번으로 영전압 스위칭 되는 포워드, 플라이백 다중공진형 컨버터의 제어기)

  • 김창선
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.16 no.5
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    • pp.7-13
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    • 2002
  • In the resonant converters which can provide high efficiency and high power density, the resonant voltage stress is about 4-5 times the input voltage. It needs the power switch with high ratings. This is a reason why the conduction loss is increased. In this paper, it proposes the alternately zero voltage switched forward, flyback multi resonant converter topology for reducing the voltage stress using alternately zero voltage switching technique. And the proposed AT forward MRC is experimentally considered about the loop gain with HP4194A network analyzer.

Three-level Quasi-Resonant PWM Converter (Three-level 의사공진형 PWM 컨버터)

  • Kim, Jae-Hyun;Lee, Il-Woon;Kim, Young-Do;Kim, Jae-Kuk;Moon, Gun-Woo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2010.07a
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    • pp.160-161
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    • 2010
  • 본 논문에서 대전력, 고전압에 적합한 three-level 의사공진형 PWM 컨버터를 제안한다. 의사공진형으로 동작함으로써 넓은 ZVS 영역을 가지며, 고정 주파수를 사용하므로 자기 소자의 설계가 쉬워지는 장점을 가진다. 그리고, 변압기에 인가되는 전압 파형의 주파수가 스위칭 주파수의 2배가 되므로 변압기의 크기를 줄 일 수 있고, 변압기 2차측에 출력 인덕터가 없는 전압배가기를 적용하여 정류기 양단에 전압리깅이 발생하지 않아 정류단의 전압 스트레스가 감소되는 장점 또한 가진다. 본 논문에서는 제안한 컨버터을 분석하고, 프로토타입을 통해 그 동작을 검증한다.

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An Improved ZVS Partial Series Resonant DC/DC Converter with Low Conduction Losses (저 도통손실 특성을 갖는 향상된 영전압 부분 직렬 공진형 DC/DC 컨버터)

  • 김의성;이동윤;현동석
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.5 no.4
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    • pp.386-393
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    • 2000
  • This paper presents an improved ZVS partial series resonant DC/DC converter (PSRC) with low conduction losses, suitable for high power and high frequency applications. The proposed PSRC have advantages of zero-voltage-switching (ZVS) of main switches for entire load ranges low conduction losses of main switches by decreasing current stresses. Also the reduction of the effective duty cycle is not occurred during the resonant period of the main circuit because the auxiliary circuit of the proposed converter is placed out of the main power path. The auxiliary circuit is composed with passive components, which are an inductor, two capacitors, two diodes, and a saturable inductor. An improved ZVS PSRC has so much characteristics with respect to the overall system efficiency and to the reduction of current stresses. The operation principles of the proposed converter are explained in detail and the various simulated and experimental results show the validity of the proposed converter.

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