• JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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• s.255
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• pp.76-83
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• 1998

대용량 파워일렉트로닉스기기의 보다 대용량화$\cdot$소형경량화 및 저손실화 요구에 응하기 위하여 조지전압 4.5KV, 가제어전류 4KA의 고내압$\cdot$대용량 CGT(gate commutated turn-off : 게이트 전류형 턴오프) 사이리스터를 개발하여 상품화하였다. GCT사이리스터는 대용량 파워일렉트로닉스기기의 키파트로서 폭넓게 사용되고 있는 GTO(Gate turn-off)사이리스터와 Turn-on동작이 같고 gto사이리스터의 이점이 저On전압특성을 그대로 갖는 한편 턴오프동작은 ''턴오프 게인이 1''인 새로운 원리에 기초하고 있으며 턴오프특성에서는 GTO사이리스터에 비해 다음과 같은 특징을 갖고있다. (1)GTO사이리스터응용에서 턴오프시 dv/dt를 억제하기 위하여 필요한 스나버회로가 없어도 턴오프동작이 가능하다. (2)축적시간을 종래 GTO사이리스터의 약 1/10로 저감할 수 있다. (3)게이트축적전하를 종래의 GTO사이리스터의 약 1/2로 저감할 수 있다. 이러한 턴오프특성에 의하여 GCT사이리스터는 대용량 파워 일렉트로니스기기에 스나버회로 손실발생의 억제에 의한 손실의 저감, 고속동작화, 직병렬접속 응용에 의한 대용량화의 용이성, 게이트구동회로의 용량을 반감하는 등 많은 메리트를 가져다 준다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.06a
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• pp.649-654
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• 2008

본 논문은 HVDC 시스템 밸브의 사이리스터 소자와 스너버 회로의 소손에 대한 원인분석 내용을 다루고 있다. 사이리스터는 다른 반도체 소자와 다르게 오랜 기간 안정성이 규명된 소자로써 대용량 전력설비에 사용되고 있으며, 반도체 기술의 발달에 따라 점차적으로 용량이 커진 소자가 개발되고 있다. 이러한 사이리스터가 대용량 HVDC시스템에 조립되어 운전되고 있는 경우에 사이리스터의 고장원인을 심층적으로 분석하여 고장원인을 분석한 것이 본 논문의 핵심이다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1309-1310
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• 2006

사이리스터 소자의 신뢰성은 HVDC, SVC, FACTs와 같은 대용량 전력 시스템의 신뢰성에 많은 영향을 미친다. 따라서 사이리스터 소자의 신뢰성을 분석하는 것은 시스템의 안정적인 운용과 신뢰성의 확보에 필수적이다. 본 논문에서는 장시간동안 전압 및 열을 인가하여 사이리스터를 가속열화 시켰을 때 사이리스터 소자의 차단전압 및 누설전류 특성의 변화에 대해 실험을 통해 분석하였다. 가속열화 시험에는 14개의 사이리스터가 사용되었고, 1000V, $100^{\circ}C$의 조건에서 가속열화를 진행하였으며, 7일에서 10일의 간격으로 소자의 누설전류 및 차단전압 특성을 측정하여 초기 특성과 비교 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.11a
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• pp.13-18
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• 2004

전력계통 분야에서는 HVDC 전력변환소, BTB, UPFC 및 SVC의 안정성 향상 및 안정적인 운용을 위한 체계적인 유지보수 및 관리가 필요하다. 특히 전력계통에 접속된 대용량 전력반도체 소자인 사이리스터 밸브는 운전중에 열적, 전기적인 스트레스를 받게 되며, 이로 인해 밸브의 수명이 감소하여 전력계통의 안정적인 운용을 어렵게 만드는 요인이 된다. 따라서 전력계통 운용의 안정성을 확보하기 위해서는 대용량 사이리스터 밸브의 열적, 전기적 스트레스에 따른 수명 변화를 예측하는 열화진단 기법의 개발이 중요하다. 본 고에서는 대용량 사이리스터 소자의 열화진단 기법에 대한 국내외 현황과 현재 연구가 진행중인 열화 진단 기법에 대해 서술하였으며, 1500V급 사이리스터 소자의 가속열화 실험을 통해 소자의 수명을 예측한 결과를 나타내었다.

• JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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• s.277
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• pp.63-68
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• 2000

요 몇 해 사이에 고내압$\cdot$대용량 파워디바이스에서는 아주 새로운 진전이 일어나고 있다. 파워일렉트로닉스 장치의 소형화$\cdot$고효율화 및 제어의 고속화 등의 요구에 응할 수 있는 차세대의 새로운 소자가 출현하여 그 제품화가 비약적으로 진전되고 있는 것이다. 새로운 파워디바이스의 대표적인 것으로는 다음의 3가지를 들 수 있다. $\cdot$HVIGBT(High Voltage Insulated Gate Bipolar Transistor Module)$\cdot$HVIPM(High Voltage Intelligent Power Module)$\cdot$GCT(Gate Commutated Turn-off)사이리스터 이들의 파워디바이스를 종래의 GTO(Gate Turn-off) 사이리스터와 비교해 보면 다음과 같은 특징이 있다.(1)GTO 사이리스터가 필요로 했던 스나버회로가 없어도(Snabber-less)턴오프가 가능하며, di/dt 억제용 아노드리액터의 생략 또는 저감이 가능하기 때문에 반도체 부녀회로의 소형화를 기할 수 있다. (2)게이트파워와 전체손실(소자 및 주변회로를 포함)의 저감으로 에너지 절약을 도모할 수 있다. (3)스위칭주파수를 2$\~$3kHz 정도까지 높일 수 있다. 이런 장점 때문에 다음과 같은 용도에의 적용이 기대되고 있다. (1)신간선, 지하철 등의 전철 응용 (2)액티브필터, SVG(무효전력발생장치), SVC(무효전력보상장치) BTB, 가변속 양수발전 스위치 등의 전력응용 (3) 철강압연이나 제지공장용 등의 대용량공업용 컨버터$\cdot$인버터 응용 HVIGBT와 HVIPM은 전철분야에서 신간선의 추진용 컨버터$\cdot$인버터장치와 보조전원장치, 그리고 지하철의 추진용 인버터 장치나 보조전원장치 등에 채용되고 GCT 사이리스터는 전력용 주파수변환기 등에 실용화되고 있다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.9 no.6
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• pp.584-591
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• 2004

The conventional analog-based firing circuit can be implemented by comparing a linearly decreasing periodic sawtooth waveform synchronized to the ac supply, with a control signal corresponding to the desired converter delay angle. This circuit requires a large number of passive components (resistance and capacitor) and careful adjustment of the synchronization circuity. In this paper a novel firing circuit is proposed for thyristor switch. The proposed circuit is implemented by using digital components(FPGA, A/D, and DSP etc.) on the basis of the analog cosine method.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.05c
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• pp.57-60
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• 2004

본 논문은 전원단과 부하단사이에 GTO 사이리스터 브리지가 설치된 단상 DC 리액터타입을 적용한 고온초전도 사고전류제한기 동작특성에 대해 분석하였다. GTO 사이리스터 브리지가 설치된 DC 리액터 타입 FCL(Fault Current Limiter)은 평상시에 초전도코일에 전기에너지를 저장한다. 전원단의 사고로 인해 전력 공급이 중단되었을 경우 FCL은 부하에 저장된 에너지를 공급할 수 있을 뿐 아니라 부하단 사고로 인한 사고전류 제한기능을 수행하게 되는데 이와 같은 동작은 GTO 사이리스터를 제어함으로서 가능해진다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.343-344
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• 2017

본 논문은 HVDC컨버터의 사이리스터 밸브 시험용 STC(Synthetic Test Circuit)의 전류원 특성을 개선하기 위한 제어기법을 제안한다. 기존의 저전압-대전류 회로의 보조스위치를 이용하여 사이리스터 밸브의 턴-오프 시 전류 하강 시간을 턴-온 시 전류 상승 시간과 유사하게 제어한다. 제안하는 기법에 대해 설명하고, 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법의 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.11a
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• pp.17-19
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• 2004

트렌치 게이트 구조를 통해 순방향 전압 강하 손실 없이 기생 사이리스터 래치-업을 억제시키는 새로운 수평형 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (LIGBT)를 제안하였다. 제안된 소자의 베이스 션트 저항은 정공의 우회로 인하여 감소하였으며, 이에 따라 기생 사이리스터 래치-업이 억제되었다. 제안된 소자의 순방향 전압강하는 트렌치 구조에 의한 유효 채널 폭 증가로 감소하였다. 제안된 소자의 동작 원리 분석을 위해 ISE-TCAD를 이용한 3차원 시뮬레이션을 수행하였으며, 표준 CMOS 공정을 이용하여 소자를 제작 및 측정하였다. 제안된 소자의 순방향 전압 강하는 기존의 LIGBT에 비해 증가하지 않았으며, 래치-업 용량은 2배로 향상되었다. 제안된 소자의 포화 전류는 감소하였으며, 이로 인하여 소자의 강인성 (ruggedness)이 향상되었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.05b
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• pp.210-212
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• 2004

본 논문은 전원단과 부하단사이에 GTO 사이리스터 브리지가 설치된 단상 DC 리액터타입을 적용한 고온초전도 사고전류제한기 동작특성에 대해 분석하였다. GTO 사이리스터 브리지가 설치된 DC 리액터 타입 FCL(Fault Current Limiter)은 평상시에 초전도코일에 전기에너지를 저장한다. 전원단의 사고로 인해 전력공급이 중단되었을 경우 FCL은 부하에 저장된 에너지를 공급할 수 있을 뿐 아니라 부하단 사고로 인한 사고전류 제한기능을 수행하게 되는데 이와 같은 동작은 GTO 사이리스터를 제어함으로서 가능해진다.