• Title/Summary/Keyword: 자화 스위칭

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A New Soft-switched Converter with Low-voltage Rated Switch and wide voltage range for 800V/14V LDC (낮은 스위치 전압정격과 넓은 전압범위를 갖는 800V/14V LDC용 새로운 소프트 스위칭 컨버터)

  • Kim, Byeongwoo;Kim, Kangsan;Kim, Kyuyeong;Lee, Donghan;Choi, Sewan
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2018.11a
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    • pp.56-58
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    • 2018
  • 본 논문에서는 낮은 스위치 전압정격과 넓은 전압범위를 갖는 800V/14V LDC용 새로운 소프트 스위칭 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 입력이 직렬구조로써 입력전압의 절반으로 낮은 스위치의 전압정격을 갖기 때문에 600V의 Si-MOSFET를 사용할 수 있어 도통손실을 줄일 수 있으며 넓은 입력전압 및 부하영역에서 소프트 스위칭을 성취하여 높은 효율을 달성할 수 있고 변압기의 직렬연결로 된 커패시터로 인해 자화전류의 오프셋이 없다. 또한 2차 측의 DC 블로킹 커패시터에 인터리빙 방식을 적용하여 기존의 전류정격이 큰 문제를 해결하였다. 제안하는 소프트 스위칭 컨버터의 동작원리를 제시하고 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

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초소형 Travel Adapter 전력변환 기술 동향

  • Ji, Sang-Geun;Kim, Min-Ji
    • KIPE Magazine
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    • v.27 no.3
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    • pp.26-30
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    • 2022
  • 핸드폰, 노트북 빛 태블릿 PC와 같이 휴대할 수 있는 전자기기의 사용량이 높아질수록 대용량의 배터리를 필요로 하게 된다. 배터리 사양이 높아질수록 대용량의 배터리를 빠르게 충전시키는 어댑터 (Adapter)는 필수 요구 사항이 되었다. 고속 충전을 하기 위해선 높은 전류 공급 능력이 필요하며, 휴대성을 높이기 위해서 사이즈를 최소화하여 설계되어야 한다. 고효율 및 고밀도를 요구하는 시장에 걸맞게, 어댑터 시장 역시 Topology부터 사용 소자까지 많은 발전 중에 있다. 어댑터에 사용되는 대표적인 Topology는 절연에 용이하며 회로구조가 간단한 저비용, 고효율 Flyback Converter 회로가 기본적으로 사용된다. 하지만, 이 구조는 스위칭 주기마다 스위치 양단 전압 및 전류의 중첩에 의한 스위칭 손실이 불가피 하다는 단점이 존재한다. 그 단점을 보완하기 위해 RCD 스너버로 클램핑을 시켜줌과 동시에 변압기의 자화 인덕턴스와 스위치의 기생 커패시터의 공진 현상을 이용하여 스위치 양단 전압 VDS가 최소화되는 지점에서 다음 스위칭 동작을 수행하는 QR(Quasi-Resonant) Flyback Converter를 사용한 어댑터가 시장에서 주로 보였다. 하지만 QR Flyback Converter 역시 기존 방식보다 유리하지만 이 또한 스위칭 주파수 증가에 따른 한계가 존재한다. 따라서 현재는 영전압 스위칭 (Zero Voltage Switching, ZVS)이 가능한 ACF(Active Clamp Flyback) Converter 회로의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 이때 스위칭 특성이 우수한 GaN-FET를 적용한 어댑터가 시장에 출시되고 있다. 특히, 이 시장에서는 GaN 소자를 적용한 어댑터를 차세대 전력 반도체 적용이라는 마케팅에도 이용되는 것을 확인할 수 있다.

A New Soft-switched Half-bridge Converter with Low-voltage Rated Switch for 800V Battery EV LDC (800V 배터리 전기자동차 LDC용 낮은 스위치 전압정격을 갖는 새로운 소프트 스위칭 하프브리지 컨버터)

  • Kim, Byeongwoo;Kim, Kangsan;Cho, Woosik;Naradhipa, Adhistira M.;Kim, Kyuyeong;Choi, Sewan
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2018.07a
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    • pp.96-98
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    • 2018
  • 본 논문에서는 800V 배터리 전기자동차 LDC용 낮은 스위치 전압정격을 갖는 새로운 소프트 스위칭 하프브리지 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 입력이 직렬구조로써 입력전압의 절반으로 낮은 스위치의 전압정격을 갖기 때문에 600V의 Si-MOSFET를 사용할 수 있어 도통손실을 줄일 수 있으며 부분공진 동작으로 스위칭 손실 저감 효과를 갖고, 넓은 입력전압 및 부하영역에서 소프트 스위칭을 성취하여 높은 효율을 달성할 수 있으며 변압기의 직렬연결로 된 커패시터로 인해 자화 전류의 오프셋이 없다. 제안하는 소프트 스위칭 컨버터의 동작원리를 제시하고 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

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Analysis of an Active Clamp Forward Converter with Current-Doubler Rectifier for Wide Range Zero Voltage Switching (전류증배 정류회로를 사용한 능동 클램프 포워드 컨버터의 개선된 영전압 스위칭에 대한 분석)

  • Kim, D.H.;Jang, Paul;Cho, B.H.
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2013.11a
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    • pp.137-138
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    • 2013
  • 능동 클램프 포워드 컨버터의 2차단에 전류 증배 정류회로를 사용할 경우 2차단에서의 도통 손실을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 상대적으로 큰 자화 인덕턴스와 작은 누설 인덕턴스를 이용하여 영전압 스위칭을 달성할 수 있으므로 회로 전체 동작 측면에서 바람직하다. 본 논문에서는 제안된 회로의 동작 설명과 함께 영전압 스위칭을 위한 조건을 다루었고 240W급 (12-V/20-A) 프로토타입 회로를 통해 분석 결과의 타당성을 검증하였다.

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Relation Between Magnetization Easy Axis and Anisotropic Magnetoresistance in Permalloy Films (퍼멀로이 박막의 자화 용이축과 자기저항 변화와의 상관관계에 대한 연구)

  • Hwang, Tae-Jong;Ryu, Yeung-Shik;Kwon, Jin-Hyuk;Kim, Ki-Hyeon;Kim, Dong-Ho
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.18 no.1
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    • pp.28-31
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    • 2008
  • We studied the effect of easy magnetization axis orientation with respect to the strip direction by measuring the magnetoresistance(MR), the magneto-optic Kerr effect(MOKE), and real-time domain evolution. The five strips were patterned on a single chip with the easy axis orientation of each strip relative to the longitudinal direction by around $0^{\circ}$, $18^{\circ}$, $36^{\circ}$, $54^{\circ}$ and $72^{\circ}$, respectively. The overall shape of field dependent MR was mostly governed by the anisotropy magnetoresistnace. The relative change of the longitudinal MR was significantly increased with increasing angle between the easy axis and strip direction, whereas, the transverse MR variation rate was decreased with increasing angle. Several MR steps were observed during the magnetization reversal, and the simultaneous measurement of the MOKE and the domain images identified that the MR steps were associated with evolution of the oppositely directed magnetic domain.

가변 인덕턴스를 활용한 홀드-업 보상 회로를 가진 하프브리지 LLC 공진형 컨버터

  • Jeong, Yeon-Ho;Lee, Jae-Beom;Mun, Geon-U
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2014.07a
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    • pp.179-180
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    • 2014
  • 서버용 전원장치는 경부하 조건에서의 효율이 점점 강조되고 있다. 이를 만족하기 위해 LLC 공진형 컨버터는 많이 사용되고 서버용 전원장치에서 요구되는 홀드-업 시간을 만족하기 위하여 넓은 입력 전압 범위에서 동작 가능하게 설계되어 있다. 이는 컨버터의 1차측 도통 손실과 턴-오프 스위칭 손실을 증가시켜 정상상태의 효율을 감소시킨다. 본 논문에서는 변압기의 보조 권선을 포함한 제어 회로를 통해 변압기의 인덕턴스를 변경하는 방식을 하프브리지 LLC 공진형 컨버터에 적용함으로써 정상 상태에서는 높은 자화인덕턴스를 적용하고 홀드-업 시간에서 낮은 자화인덕턴스를 적용하여 각각의 상태에서 요구되는 고효율과 최대 전압이득을 모두 만족 한다. 실험을 통해 제안된 방식의 유용성을 검증한다.

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Single-stage Power Factor Correction Forward-Flyback Converter for LED Driving (LED 구동을 위한 단일전력단 역률개선 Forward-Flyback 컨버터)

  • Keum, Moon-Hwan;Hwang, Min-ha;Jung, Young-Jin;Oh, Dong-Sung;Han, Sang-Kyoo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2012.07a
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    • pp.365-366
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    • 2012
  • 본 논문은 LED 조명용 구동회로에 적합한 새로운 단일전력단 역률개선 Forward-Flyback 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 기본적으로 Forward 컨버터로서 동작하므로 트랜스포머 자화인덕터 전류의 오프셋을 최소화 할 수 있으며 스위치 오프 시 트랜스포머 자화 인덕터 전류를 Flyback 동작에 의해 출력 측으로 회생시킴으로서 순환전류를 최소화 할 수 있다. 뿐만 아니라 기존 Forward 컨버터의 경우 입력전압이 낮은 영역에서 큰 Dead zone이 존재하므로 고역률의 획득이 어려우나 제안된 회로의 경우 매 스위칭 시 Flyback컨버터 동작을 동시에 수행하므로 높은 역률을 획득할 수 있다. 최종적으로 제안된 회로의 우수성 검증을 위해 24W급 조명용 LED 구동회로의 시작품을 제작을 통한 실험 결과를 제시한다.

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Development of optical switch using magnetic behavior of magnetic fluid (자성 유체의 자기적 거동변형 특성을 이용한 광 스위치 개발)

  • Choi, Bum-Kyoo;Oh, Jae-Geun;Kim, Do-Hyung;Song, Kyan-Min
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2003.10a
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    • pp.283-285
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    • 2003
  • 본 연구에서는 기존 광 스위치의 기계적 거동 방법과 달리 유체 자체의 거동만으로 광 진행을 차단시킬 수 있는 광 스위치를 제작하였다. 본 연구에서 광의 진행을 차단시키기 위해 사용한 자성 유체란 자성 재료로써 자기 특성과 액체의 유동성을 갖고 있으며, 자기장에 즉각 반응하여 자기장 인가시 고체와 같은 형태를 갖게 된다. 한편, 기존 광 스위치에서 빛의 방향을 변화시키는 스위칭의 원리로 대부분 마이크로 미러의 구동 기술이 사용되고 있다. 그러나 이 방식은 기계적인 거동에 의한 마모와 Crack 등이 발생할 수 있는 단점이 있으며, 마모와 Crack의 단점을 극복하기 위해, 본 연구에서는 포화 자화도가 600G인 자성 유체의 유극 거동을 이용하여 기계적 거동에 의한 문제점을 개선하는데 목적을 두었다. 또한 실험적으로 영구 자석을 이용하려 광 스위칭작용과 광 스위치로의 적용가능성을 확인하였다.

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Half-Bridge LLC Converters with PWM Control Schemes (PWM 제어 방식을 도입한 하프-브릿지 LLC 컨버터)

  • Kim, Jong-Woo;Han, Jung-Kyu;Moon, Jung-Pil;Moon, Gun-Woo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2016.07a
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    • pp.291-292
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    • 2016
  • LLC 컨버터는 간단한 구조와 자화 인덕터를 이용한 모든 부하 영역에서의 영 전압 스위칭으로 인하여 많은 응용분야에서 널리 사용되는 컨버터 토폴로지이다. 본 논문에서는 통상적으로 0.5의 시비율로 동작하는 LLC 컨버터의 성능을 더욱 향상시키기 위하여 PWM 제어방식을 두 가지 응용 분야에 적용한 내용을 소개하고자 한다.

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