• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.07c
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• pp.1612-1615
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• 2001

포항 방사광 가속기 2.5 GeV의 전자선형 가속기는 마이크로웨이브 발생원으로써 80 MW 클라이스트론(klystron) 11대와 입사부에 65 MW 클라이스 트론 1대를 사용한다. 전자빔 에너지의 효율적인 제어를 위하여 고출력 클라이스트론의 RF 전력과 입력 빔의 전력을 정확하게 측정해야 하며 응답특성이 양호한 측정장치와 정밀한 측정이 요구된다. 클라이스트론에 공급되는 전력은 캐소드에 인가되는 전압과 전류의 측정치로 계산된다. 비록 빔 전압측정에서의 작은 오차일지라도 클라이스트론 RF 출력 전력의 결과값에 큰 영향을 미친다. 따라서, 빔 전압의 측정시에 정확한 측정을 위하여 특별한 주의가 요구된다. 고전압 펄스전원장치 인 모듈레이터 (modulator)에서 발생되는 수백 kV(350-400 kV)의 전압을 측정하기 위하여 커패시터의 용량비로 입력전압을 분압하는 용량성 분압기(capacitive voltage divider, CVD)가 사용된다. 고압측 분압용 표준 콘덴서의 정전용량을 결정하는 주요인자는 고전압 절연유의 유전율(dielectric constant)이다. 그러므로, 측정범위 내의 전압, 주파수, 온도에 대하여 정전용량의 변화율이 작도록 설계하여야 한다. 본 논문에서는 펄스형 고전압 신호 측정을 위한 용량성 전압 분배기의 측정원리, 설계분석, 교정시험, 절연유의 온도변화에 따른 정전용량 변화 특성에 대한 실험 결과를 고찰하고자 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.528-529
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• 2015

본 논문은 DC-DC 플라이백 컨버터 회로를 바탕으로, 고전압 입력으로부터 다채널의 절연된 저전압을 출력하는 고압 SMPS에 관한 것이다. 제안된 토폴로지는 고전압을 분배하는 커패시터와 MCU 전용의 커패시터를 직렬로 구성하고, 각 커패시터에 분배된 전압을 입력으로 다중여자 방식의 플라이백 컨버터 구조로 되어있다. 직렬 커패시터 구조는 고압환경에서의 소자들의 절연 및 전압스트레스를 저감할 수 있으며, MCU 전용의 커패시터는 시스템의 초기구동을 위한 자가충전(Self-Power) 및 Black-Start의 시스템 안정화 구조이다. 또한 다중여자방식은 변압기의 단일 코어를 사용하여 스위칭 전류를 흘려줌으로서 커패시터의 전압불균형을 막을 수 있는 장점을 가지고 있다. 제안된 토폴로지는 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.11a
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• pp.169-170
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• 2015

본 논문은 Forward Converter방식의 DC/DC 컨버터 회로를 기반으로, 1000[V]급에 해당하는 고전압 입력으로부터 절연된 저전압을 출력하는 고압SMPS에 관한 것이다. 제안된 토폴로지는 고전압을 분배하는 커패시터와 MCU 전용의 커패시터를 직렬로 구성하고, 각 커패시터에 분배된 전압을 입력으로 다중여자 방식의 컨버터 구조로 되어있다. 직렬 커패시터 구조는 고압환경에서 각 소자들의 절연 및 전압스트레스를 저감할 수 있으며, 제어기 전용의 커패시터는 시스템의 초기구동을 위한 자가충전 (Self-Power) 및 Black-Start의 시스템 안정화 구조이다. 또한 각 모듈에 연결된 모든 DC/DC컨버터 출력이 하나의 변압기에 연결되는 구조를 취하고 있어 Passive방식의 단일 코어를 갖는고주파 변압기를 통하여 자속을 공유함으로 밸런싱이 가능하다. 따라서 본 논문에서 제안된 공진회로는 PISM을 이용한 시뮬레이션과 실험을 통해 제안된 알고리즘의 타당성과 우수성을 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 1998.06a
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• pp.177-181
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• 1998

In this paper, we used the $BaTiO_3$ system ceramics with high temperature stability for high voltage devision, and rosen type-piezoelectric transformer for high voltage measurement. when Line-high voltage is 13,20O[V], Input voltage of piezoelectric transformer type-actuator is about 390CV1, and output voltage of it is 26.5FVI on the no-load. And also, temperature stability from >$-25^{\circ}C$ to >$50^{\circ}C$ is less than ${\pm}4.45%$

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1557-1558
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• 2015

변압기형 초전도 한류기는 변압기의 2차 측을 개방하여 임피던스를 발생시키고 이때 유기되는 임피던스에 의해 계통의 고장전류를 제한한다. 본 논문에서는 변압기 2차 측 개방시 발생하는 고전압을 분배하기 위한 연구이다. 변압기 2차 측에 전력용 반도체 소자를 직렬로 연결하고 계통 사고시 동시 동작하여 2차 측을 개방하도록 구성하였다. 그 결과의 변압기 2차 측의 개별 스위칭이 이루어져 전압이 분배됨을 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.06a
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• pp.443-445
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• 2008

용량성 부하를 사용하는 응용사례가 늘어남에 따라 에너지 회수 회로의 중요성 또한 더욱 부각되고 있다. 특히, 고전압 구동의 경우 에너지 회수를 하지 않을 경우 손실이 크게 발생하며 충방전시 돌입 전류로 인한 노이즈 문제 또한 발생하게 된다. 본 논문에서는 단권변압기를 사용한 새로운 형태의 에너지 회수 회로를 제안한다. 제안한 회로는 모든 스위치가 동일한 전압, 전류 스트레스를 받으며 항상 스위치를 통해 흐르는 전류가 대칭적으로 분배되기 때문에 도통 손실을 줄일 수 있으며 단권변압기를 통하여 용량성 부하가 연결되기 때문에 영전압 실패시 발생 할 수 있는 돌입 전류로 인한 전자파 발생 및 도통, 스위칭 손실을 막을 수 있다는 장점을 갖는다. 이에 대한 이론적 해석과 시뮬레이션과 용량성 부하를 이용한 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.4 no.1
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• pp.99-104
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• 1999

The large scale industry needs high voltage converters. Therefore series connection of power semiconductor devices is necessary. It is important to prevent the overvoltage from being induced across a device above ratings by the proper voltage balancing in the field of IGBT series connection. In addition, the overvoltage induced by a stray inductance has to be limited in the high power circuit. This paper proposes a new gate control scheme which can balance the voltage properly and limit the overshoot by controlling the slope of collector voltage under the turn-off transient in the series connected IGBTs. The proposed gate control scheme which senses the collector voltage and controls the gate signal actively limits the overvoltage. The new series connected IGBT gate driver is made and its validity is verified by the experimental results in the series connected IGBT circuit.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.04c
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• pp.39-40
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• 2007

대용량 고온 초전도 변압기에 적용하기 위한 1,500 A 급 초전도 병렬 선재를 제작하여 특성시험을 하였다. 병렬 선재는 21가닥의 BSCCO 선재를 250 mm 간격으로 전위한 뢰벨(Roebel)바 형태로 제작하였다. 특성시험을 통해 병렬 선재 제작기술을 확보하였다. 24 가닥의 병렬 선재를 이용하여 전압 분배나 절연 특성이 좋아 고전압 변압기에 채택할 수 있는 1,000 A급 연속 디스크 권선을 제작하였다. 전위를 고려하여 만든 병렬 선재로 제작한 1,000 A급 연속 디스크 권선의 임계전류와 교류손실을 측정하였다.

• 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.

• Clean Technology
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• v.29 no.4
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• pp.255-261
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• 2023

Power semiconductors are semiconductors used for power conversion, transformation, distribution, and control. Recently, the global demand for high-voltage power semiconductors is increasing across various industrial fields, and optimization research on high-voltage IGBT components is urgently needed in these industries. For high-voltage IGBT development, setting the resistance value of the wafer and optimizing key unit processes are major variables in the electrical characteristics of the finished chip. Furthermore, the securing process and optimization of the technology to support high breakdown voltage is also important. Etching is a process of transferring the pattern of the mask circuit in the photolithography process to the wafer and removing unnecessary parts at the bottom of the photoresist film. Ion implantation is a process of injecting impurities along with thermal diffusion technology into the wafer substrate during the semiconductor manufacturing process. This process helps achieve a certain conductivity. In this study, dry etching and wet etching were controlled during field ring etching, which is an important process for forming a ring structure that supports the 3.3 kV breakdown voltage of IGBT, in order to analyze four conditions and form a stable body junction depth to secure the breakdown voltage. The field ring ion implantation process was optimized based on the TEG design by dividing it into four conditions. The wet etching 1-step method was advantageous in terms of process and work efficiency, and the ring pattern ion implantation conditions showed a doping concentration of 9.0E13 and an energy of 120 keV. The p-ion implantation conditions were optimized at a doping concentration of 6.5E13 and an energy of 80 keV, and the p+ ion implantation conditions were optimized at a doping concentration of 3.0E15 and an energy of 160 keV.