• 전력전자학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.293-301
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• 2011

본 논문에서는 정류용 브릿지 다이오드가 없는 고효율 하프 브릿지 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 비대칭 펄스 폭 변조 방식의 하프 브릿지 DC-DC 컨버터와 정류용 브릿지 다이오드가 없는 역률 개선 회로가 통합된 회로 구조를 지닌다. 제안하는 컨버터는 정류용 브릿지 다이오드를 사용하지 않고 교류 입력 전압으로부터 절연된 직류 출력 전압을 공급한다. 간단한 회로 구조와 함께 도통 손실을 줄일 수 있다. 또한 스위칭 소자들의 영전압 스위칭을 통하여 스위칭 손실을 줄일 수 있다. 두 개의 직렬 연결된 트랜스포머를 구비함으로서 프로파일을 낮추고 전력밀도를 높일 수 있다. 250 W (48 V / 5.2 A) 회로 설계 및 실험을 통하여 제안된 컨버터의 성능을 $90 \;V_{rms}$ 교류 입력 전압에 대하여 입증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.169-170
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• 2014

본 논문에서는 넓은 영전압 스위칭 범위를 가지며 클램프 다이오드와 클램프 스위치를 이용하여 비대칭 하프 브릿지 컨버터의 정상 입력 시 최적 설계가 가능하게 하여 모든 부하 조건에서 효율을 상승 시킬 수 있는 회로를 제안한다. Hold-up 조건 만족을 위하여 입력 전압이 낮은 경우에, 클램프 스위치를 동작시켜 변압기의 턴 비를 바꾸어 주어 출력 전압을 유지해준다. 정상 상태 동작에서는 클램프 스위치를 키지 않음으로써 클램프 다이오드 역할을 하여 2차 측 정류기의 전압 스트레스를 줄여주며, 보조 턴을 이용하여 클램프 다이오드에서의 도통 손실을 줄여 정상 상태에서의 비대칭 하프 브릿지 컨버터의 효율 최적화를 달성한다. 본 논문에서는 제안하는 회로의 이론적 해석 및 설계방법을 설명하고 실험결과를 통해 회로의 동작을 검증한다.

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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.203-204
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• 2014

본 논문은 넓은 출력범위를 갖는 LED 조명을 위한 하프-브릿지 제타 컨버터를 통합한 고효율 비대칭 하프-브릿지 컨버터를 제안한다. 넓은 출력 범위에서 기존의 비대칭 하프-브릿지 컨버터는 낮은 시비율에서 동작하기 때문에 영전압 스위칭이 어려워 전 출력 범위에서 높은 효율을 획득하기 어렵다. 또한, 하프-브릿지 LLC 컨버터는 넓은 영전압 스위칭 범위를 갖지만 큰 코어 손실로 높은 효율을 획득하는데 한계가 있다. 따라서, 본 논문에서는 기존의 문제를 해결하기 위해 기존의 비대칭 하프-브릿지 컨버터의 스너버 다이오드를 스위치로 변경한 새로운 하프-브릿지 컨버터를 제안한다. 낮은 출력범위에서는 스너버 스위치를 꺼서 기존의 비대칭 하프-브릿지로 동작시키며, 높은 출력 범위에서는 스너버 스위치를 켜서 하프-브릿지 제타 컨버터로 동작시켜 전 출력 범위에서 고효율을 달성 할 수 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.261-263
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• 2018

본 논문에서는 다수의 고주파 단상 변압기를 사용하여 다수의 독립된 직류 전압원을 만들 수 있는, 여러 다이오드 정류기와 연결된 풀 브릿지 DC-DC 컨버터에 대한 분석 및 제어 기법을 제안한다. 본 토폴로지의 경우 제어 대상인 2차단 직류단이 다수이지만 1차단 스위칭 회로가 하나의 풀 브릿지 회로이기 때문에 2차단 전압의 개별 제어를 위한 자유도가 부족하다. 이에 따라 다수 직류단 전압의 평균 값을 제어하는 방식이 사용된다. 이때, 각 직류단에 다른 용량의 부하가 연결되어 있는 상황에 대하여 상세한 분석이 필요하다. 본 논문에서는 제시된 토폴로지(Topology)를 하드 스위칭 기반의 DCM(Discontinuous Conduction Mode) 및 CCM(Continuous Conduction Mode) 동작의 경우에 대해 분석한다. 이를 바탕으로, 직류단 전압 제어를 위한 전향 보상 및 안티 와인드업을 포함하는 Integral and Proportional (IP) 제어기를 구성하고, 제어기 이득 및 전향 보상을 수식화 한다. 최종적으로 구해지는 제어기의 전달 함수를 통해, 제어기가 정확하게 설계되었는지 컴퓨터 시뮬레이션으로 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.389-390
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• 2012

본 논문은 입력전류 리플이 없는 브릿지리스 세픽 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 브릿지 다이오드를 제거하여 도통손실을 줄이고 결합 인덕터와 보조 캐패시터를 사용하여 입력 전류 리플을 제거하였다. 제안된 회로의 동작원리를 설명하고, 시뮬레이션으로 확인한 후 130[W]급 하드웨어 프로토 타입을 이용하여 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.137-138
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• 2016

본 논문에서는 넓은 영전압 스위칭 범위와 작은 DC 오프셋 전류를 가지는 비대칭 하프-브릿지 컨버터를 제안한다. 기존의 비대칭 하프-브릿지 컨버터는 설계 시 홀드업 시간 만족을 위하여 정상 상태에서 극심한 비대칭 동작을 하게 된다. 이는 변압기의 큰 DC 오프셋 전류, 비대칭 전류 스트레스 등의 문제를 야기하며 이로 인하여 전반적인 변환 효율이 감소하게 된다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 제안하는 컨버터는 정상 상태에서 비대칭 동작을 최소화하고 낮은 입력전압에서 추가 스위치를 동작시킴으로써 커뮤테이션 구간을 줄여 전압이득을 높인다. 또한 추가 인덕턴스를 사용하여 영전압 스위칭 에너지를 키우고 추가 스위치의 내부 바디 다이오드를 이용하여 2차측 정류단의 전압 스트레스를 줄인다. 이를 통하여 높은 효율을 가지면서 작은 DC 오프셋 전류를 가지는 비대칭 하프-브릿지 컨버터를 제안하였으며, 500W의 프로토타입 컨버터를 제작하고 실험을 통해 이를 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.393-394
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• 2012

기존 위상 변조 PWM 풀 브릿지 컨버터들의 그 단점인 좁은 영전압 스위칭 범위, 큰 순환 전류, 큰 듀티 사이클 손실, 그리고 심각한 이차측 전압 스트레스를 개선 할 수 있는 컨버터를 본 논문에서 발표한다. 제안하고자 하는 컨버터는 일차측에 두 개의 하프 브릿지 인버터들로 구성되어 있으며, 변압기를 통해 이차측에서 직렬로 연결된다. 출력 전압은 두 하프 브릿지의 스위칭 레그들의 위상 변조로 제어 된다. 이차측에는 두 개의 저전류 정격의 다이오드를 추가적으로 갖는다. 이러한 구성으로 넓은 영전압 스위칭 범위를 갖고, 순환 전류 또한 제거된다. 더불어 이차측 전압 스트레스가 낮아지고, 출력 필터 인덕터의 크기 또한 50%이상 작아진다. 실험을 통해 제안한 컨버터의 성능을 검증한 결과 또한 발표한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1010-1011
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• 2015

최근 고효율 전력변환을 위해 LLC 공진형 하프브릿지 컨버터의 동기정류기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존 일반적인 다이오드 정류기를 사용하는 경우 출력전류에 비례하는 전력손실이 커서 대전력용으로 사용하기에는 적합하지 않다. 따라서 스위치를 이용한 동기정류기가 검토되고 있는데 동기정류기의 스위치를 구동시키기 위해서는 스위치를 구동시킬 수 있는 구동용 IC가 이용되고 있다. 동기정류기 구동 IC의 단점으로는 약 50%의 중부하 이하에서는 동작되지 않는 단점이 있어 이를 보완하기 위하여 변압기 1차측 전류를 검출하여 게이트 전압을 만들어 스위치를 구동시키는 회로를 제안하였다. 본 논문의 실험 결과 저전력 지점에서 동기정류기가 구동되었고 따라서 전력변환 효율은 기존의 다이오드 정류기에 비해 우수하며 효율개선효과가 있다는 것을 실험으로 보였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.426-427
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• 2010

커패시터 소자와 브릿지 다이오드만을 사용한 교류전원 LED 구동회로를 분석하여, 초저손실 고효율 특성과 더불어 입력전류의 고조파 및 역률특성이 양호해지는 동작점을 찾아내었다. 커패시터 소자는 교류전원에 직렬로 연결되어 전력손실 없이 LED 전류를 제한하는 역할을 하게 되며, 브릿지 다이오드 정류회로는 LED 어레이를 교류전원의 2배 주파수로 구동시키게 한다. 분석결과, 제안된 LED 구동회로는 LED 어레이의 전압강하가 입력 교류전압 최대치의 절반이 될 때 역률특성과 효율이 최고가 되며, 동작온도 변화에 따른 LED 어레이 전압 변동에 대해 출력이 변하지 않는 특징을 갖는다. 이러한 LED 구동회로는 스윗칭 레귤레이터나 IC 등이 없이 단순 수동소자만을 사용함으로써 제품원가 최소화와 효율향상을 동시에 달성할 수 있으며, 실험을 통해 특성이 확인되었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권6호
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• pp.561-569
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• 1999

최근에 유도 전동기의 고효율 구동을 위하여 ZVT(Zero Voltage Transition) 언버터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며 또한 많은 토폴로지가 제안되었다. 하지만 기존의 ZVT 인버터는 보조공진 회로부분에 과도한 컴포년트의 추가사용으로 인하여 가격상승 및 제어회로가 복잡해지는 문제점이 있다. 이의 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 보조 공진 수위치 하나만을 사용하는 다이오드 브릿지-타입 ZVT 인버터를 제안하고, 이의 동작을 이론적으로 해석하였으며, ZVT용 보조공진회로의 설계 방법에 대하여 논하였다. 또한 제안된 ZVT 인버터가 최적의 조건으로 구동하기 위한 공진기간 가변제어에 대해 논의하고 이의 유용성을 시뮬레이션 및 실험을 통하여 입증하였다.