• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.171-172
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• 2014

본 논문에서는 전기자동차용 양방향 인터리브드 전류원 공진형 컨버터를 제안한다. 제안한 전류원 공진형 컨버터(Current-fed Resonant Converter, CRC)를 인터리빙하여 출력 전류 리플을 이론적으로 완전히 제거함으로써 출력필터의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 부하에 관계없이 스위치와 다이오드가 전 부하영역에서 ZCS 턴온 및 턴오프가 가능하여 스위칭 손실이 작은 장점이 있다. 2kW급 시작품을 제작하여 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.273-274
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• 2019

본 논문에서는 SiC MOSFET를 적용한 전기자동차용 LDC의 개발에 대해 다룬다. SiC MOSFET는 기존 Si 계열의 전력 반도체 소자에 비해 고주파 동작이 용이하며 스위칭 손실이 낮아 고효율, 고전력밀도 설계가 가능하다는 장점을 갖는다. 본 논문에서는 SiC MOSFET를 이용한 LDC의 설계에 대해 서술하고, 이를 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.11a
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• pp.221-222
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• 2018

본 논문은 전기자동차용 2.8kW 양방향 LDC (Low-voltage DC-DC Converter) 개발에 대한 내용을 다루고 있다. 양방향 토폴로지는 충전소까지 갈 수 있는 전력이 부족할 때 저전압단에서의 전력을 공유함으로써 위급한 상황을 탈피할 수 있다는 장점이 있다. 양방향 LDC는 변압기에 의한 절연이 가능하고 에너지변환 효율이 높은 Full-bridge DC-DC Converter 방식을 선정하였다. PWM 스위칭 방식은 위상천이방식(Phase Shift PWM)을 사용하였고 기존의 2차측 다이오드를 MOSFET 스위치로 구성하여 양방향 전력전달이 가능하게 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.11a
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• pp.223-224
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• 2018

본 논문에서는 전기자동차용 저전압 배터리 충전기(Low-voltage DC-DC Converter, LDC)에 적합한 입력 직렬-출력 병렬 구조의 능동 클램프 포워드 컨버터의 모델링 및 제어기 설계를 제안한다. 제안하는 컨버터는 모든 스위치에서 소프트 스위칭을 성취하기 때문에 높은 효율을 달성할 수 있다. 또한 누설 인덕턴스의 영향을 포함한 컨버터의 정확한 소신호 모델을 통하여 모델링 기반의 제어기 설계를 제시한다. 제어기의 시뮬레이션 및 3.2kW급 시작품의 실험을 통하여 제안하는 컨버터의 성능을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.257-258
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• 2020

본 논문에서는 고효율·고전력밀도를 위하여 WBG소자를 적용한 3kW 전기자동차용 LDC를 제안한다. SiC소자에 250kHz의 스위칭 주파수를 적용하였으며, 65℃의 냉각수 온도를 기준으로 모든 소자가 110℃ 이하로 온도관리가 될 수 있도록 냉각기를 설계하였다. 또한 센터탭 구조와 전류 더블러 구조 플라나 변압기의 단면적 비교를 통해 전류 더블러 정류기가 토폴로지로 선정되었다. Low Profile을 위하여 통합형 커스터마이징 플라나 코어 및 PCB 레이어를 설계·제작하였고 3kW 1차시 작품으로부터 96.36%의 효율과 3.68kW/L의 전력밀도를 달성하였다.

• 전자공학회논문지 IE
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• v.43 no.3
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• pp.22-27
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• 2006

This paper presents the control system of high-efficiency automotive 35W metal-halide lamp ballast using the new control method and planar transformer. In this paper, the electronic ballast is designed so that digital control method by microcontroller can be applied to the electronic ballast for the lamp requirement and peripheral environment in order that metal-halide lamp, which has the complicated transient features, is to be applied to the automobile even if it has superior features in brightness, color rendering, light efficiency, and lifespan compared to the conventional halogen lamp. Also, the efficiency increase of the ballast is devised by being varied the switching frequency of Flyback Converter following the battery input voltage of the automobile. Being designed for high-frequency switching transformer of converter in planar form, reduction of loss, weight, overall size are realized and efficient power control in the automobile that had the limited energy and the limited space of battery is devised. The results of the proposed system is verified through various experiment results.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.224-225
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• 2010

직렬로 연결된 리튬 이온 배터리의 안전성을 보장하고 배터리 수명을 늘리기 위해서 셀 전하 균일 회로가 필요하다. 하지만 기존의 전하 균일 회로의 경우 셀 전압을 알아내기 위한 셀 전압 센싱모듈이 필요하게 되고 이는 가격이나 부피적인 측면에서 불리하게 되며, 만약 셀 전압 센싱 모듈을 제거 할 경우 전하 균일 성능이 크게 떨어지게 된다. 본 논문에서는 배터리 팩의 평균전압과 동일한 크기를 가지는 정류된 전압원을 이용한 자동 전하 균일 회로를 제안한다. 제안하는 자동 전하 균일 회로는 양방향 DC/DC 컨버터와 주기적이고 반복적으로 셀 선택을 하는 스위칭 블록을 이용하여 셀 전압 센싱모듈 없이도 우수한 전하 균일을 가능하도록 한다. 그리고 제안된 회로의 동작원리를 설명하고, 8셀 배터리 모듈을 이용한 실험을 통하여 회로의 동작을 검증하였다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.29 no.6
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• pp.53-62
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• 2014

본고는 최근 화두가 되고 있는 에너지 절감을 위해 고효율, 친환경의 WBG(Wide Band-Gap) 화합물반도체인 SiC(Silicon Carbide), GaN(Gallium Nitride) 전력반도체 소자 및 전력변환 모듈의 기술동향과 ETRI에서 연구개발 진행 중인 GaN 전력반도체 관련 기술에 대해 기술한다. WBG 전력반도체는 기존의 실리콘 전력반도체와 비교하여 열 특성 향상, 고속 스위칭, 고전압/고전류 특성 및 스위칭 손실 최소화 등이 가능하고 이에 따른 시스템의 소형화 및 전력효율 향상 효과를 얻을 수 있다. 특히, GaN 전력반도체 소자는 시장이 가장 넓게 형성되어 있는 900V 이하에 적용이 가능하며, 앞으로 시장이 커질 것으로 예상되는 HEV(Hybrid Electric Vehicle)/EV(Electric Vehicle)의 친환경 자동차에도 활용될 것으로 기대되고 있다. 본고는 최근의 일본과 미국에서의 WBG 전력반도체에 대한 관심 및 투자 방향과 GaN 전력반도체 소자에 대한 해외 기업의 업계동향에 대해서도 함께 살펴본다. 이러한 WBG 전력반도체에 대한 해외 선진업체의 산업동향과 더불어 ETRI에서 연구개발 중인 GaN 전력반도체 기술현황에 대해 전력소자 설계 및 제조공정, 패키징, 전력모듈 설계 제작 기술을 포함하여 기술한다.

• The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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• v.10 no.6
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• pp.529-534
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• 2017

In this paper, the implementation of proposed Automatic Load Balanced (ALB) PWM generation method is discussed. The conventional PWM generation method for cascade type H-bridge PWM converter causes the unbalance between each H-bridge converter, therefore the complex redundancy is required for the balancing of switching load of each converter, it consumes more computing power of controller. The ALB PWM method needs no additional switching redundancy for balancing, this paper discusses the implementation of ALB-PWM.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.10a
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• pp.25-28
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• 2008

본연구는 부스트형 대기압 플라즈마 전원장치에 대한 연구로서 부스트형 전원장치는 플라즈마의 발생을 원활하게 하기위해 커패시터로 모델링되는 부하단에 인가되는 전압을 직접 제어하는 방식을 의미한다. 기존의 정현파 공진형 전원장치는 PWM기법을 이용하여 펄스의 폭을 증감하는 방식으로 전압의 크기를 제어하지만 이 방식은 별도의 공진회로를 이용하여 공진을 일으킨 다음 이를 부하에 인가하는 방식으로 구성되기 때문에 속응성이 떨어지고 균일한 플라즈마를 발생시키기 어렵다. 부스트형 전원장치는 별도의 부스트 컨버터로 직류전압을 제어하여 부하단에 입력되는 전압을 직접 제어하므로 매우 균일한 플라즈마를 발생시킬 수 있는 이점이 있으나 별도의 부스트용 스위치가 필요하고 이로 인한 효율의 감소 및 사이즈의 증가가 되는 문제점이 생긴다. 본 연구에서는 커패시터로 모델링되는 부하를 이용하여 직접 공진을 일으키고 공진된 부하 전압을 직접 부스트 스위치에 인가시키는 방식으로 부스트용 스위치의 소프트 스위칭이 가능한 새로운 방식을 개발하였다. 개발된 방식에서는 부스트용 스위치가 ZCS형태로 켜지고 ZVS형태로 꺼지는 특성을 갖게 되므로 별도의 추가 회로 없이도 획기적인 효율 증가와 방열판 사이즈의 감소로 인한 제품의 경량화가 가능한 장점이 있다. 또한, DC링크 커패시터의 최소화로 인하여 부하단의 아크 문제가 자동적으로 해결되는 장점도 있다. 제안된 제어 방식은 시뮬레이션과 실험으로 그 타당성을 입증하였다.