• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2006.06a
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• pp.539-541
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• 2006

전력 반도체의 방열 특성은 수명 및 소손과 관계가 있다. 전력 반도체 자체의 열전달 특성 및 전력 반도체가 취부 되는 방열판의 전도, 대류, 방사의 열전달 특성을 고찰하기 위하여 본 논문에서는 실시간으로 방열판의 온도를 관측하여 전력 반도체의 손실을 확인하였고, 프로파일별 히트 싱크 온도 상승 측정 평균 전류와 전류 프로파일과 의 상관 관계를 분석 하여 방열판 최적화 및 히트 싱크 온도 관측 시 히트 싱크의 모델을 제시하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2005.07a
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• pp.308-312
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• 2005

본 연구의 내용은 전력 반도체의 파워 싸이클링 수명을 시스템의 요구 수명에 맞추어 최적화하는 것이다. 파워 싸이클링 수명은 전력 반도체의 졍션과 방열판 간의 온도 상승에 의한 수명 싸이클으로 졍션과 방열판간의 온도 변화가 클수록 수명은 단축된다. 따라서, 전력 반도체의 졍션과 케이스간의 온도 상승을 최소화하기위하여 시스템에 최적화된 구동 방식을 찾는다. 정격 속도에 도달하는 가속 시간의 제한이 필요 없는 시스템의 경우는 가속도 및 가가속도를 낮추는 방법을 사용하였다. 정격속도에 도달하는 가속 시간이 제한되는 경우는 가속 시스위칭 주파수를 시스템이 허용하는 한 낮추는 방법을 사용하였다. 본 논문에서는 엘리베이터를 모델로 사용하여 전력 반도체의 손실 및 수명을 최적화 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.332-333
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• 2019

본 논문에서는 전기자동차용 단상 양방향 온보드 충전기를 위한 Cycloconverter-type high frequency link 컨버터에 Si-IGBT와 SiC-FET을 적용하여 전력반도체의 전력 손실을 예측하고 비교하고 분석한다. 와이드밴드갭 전력반도체 중 하나인 SiC-FET은 기존 Si기반의 IGBT를 대신하여 사용될 전력반도체로써 각광 받고 있다. 또한, 낮은 온-저항으로 인해 적은 전력손실과 고주파 스위칭을 통한 직류단 필터의 크기감소를 통해 높은 전력밀도를 달성할 수 있다. 이에 Si-IGBT와 SiC-FET을 Cycloconverter-type high frequency link 컨버터에 적용하여 전력손실을 PSIM thermal module을 통해 시뮬레이션하고 비교 분석한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.503-504
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• 2016

민감 부하와 분산 전원이 널리 보급됨에 따라 높은 전력품질을 제공할 수 있는 AC 반도체 차단기는 필수 요소이다. 기존의 AC반도체 차단기는 신속한 차단이 가능하나 동작책무를 수행할 수 없거나 복잡한 제어가 요구된다. 이러한 배경으로 본 연구에서는 간단한 구조의 AC 반도체 차단기를 제안한다. 제안하는 AC 반도체 차단기는 단락사고를 모의하여 시뮬레이션을 통해 동작특성을 검증한다. 본 연구는 높은 전력 품질을 제공하는 AC 그리드 시스템 설계 및 구현에 활용될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.11a
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• pp.3-6
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• 2004

Power semiconductor devices are being compact, high performance and intelligent thanks to recent remarkable developments of silicon design, process and related packaging technologies. Developments of MOS-gate transistors such as MOSFET and IGBT are dominant thanks to their advantages on high speed operation. In conjunction with package technology, silicon technologies such as trench, charge balance and NPT will support future power semiconductors. In addition, wide band gap material such as SiC and GaN are being studies for next generation power semiconductor devices.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.484-485
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• 2018

증가하는 부하 수요와 신재생 에너지의 보급 때문에 고품질의 전압을 공급하는데 어려움을 겪고 있다. 전통적인 배전용 변압기는 수동적으로 운전상태가 결정되기 때문에 전력 품질에 문제가 발생 시 대처가 불가능하다. 이러한 단점을 보완하기 위해 국내 / 국외에서 반도체 변압기에 대한 많은 연구들이 진행되었다. 하지만 이러한 반도체 변압기는 상용화에 있어 배전단 1차 측의 높은 전압에 대응하기 위한 절연 구조가 필요한 단점이 있다. 본 논문은 기존의 주상변압기에 전력변환장치를 추가하여 반도체 변압기의 핵심 기능 중 순간 전압 상승/강하 보상하는 새로운 개념의 반도체 변압기의 회로 구조를 제시한다. 그리고 1차측 전압 상승/강하에 따른 2차측 전압의 변동을 PSIM 시뮬레이션으로 통해 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.345-346
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• 2013

본 논문에서는 단상 1.9kV/127V, 2kVA 용량의 양방향 지능형 반도체 변압기의 시작품을 제작하고 그 동작특성을 실험적으로 분석한 내용을 기술하고 있다. 제작한 반도체 변압기는 3대의 LLC 컨버터를 입력 측은 직렬로 결합하고 출력 측은 병렬로 결합한 AC-DC 컨버터와 1대의 하드스위칭 양방향 2-Stage DC-AC 컨버터가 직렬로 결합되어 있다. 제안하는 반도체변압기의 회로적인 특성을 분석하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션을 실시하였고 분석을 통해 얻은 결과를 바탕으로 하드웨어 시작품을 제작하고 다양한 실험을 통해 그 동작과 성능을 검증하였다. 먼저 1차적으로는 정상동작에 대해 실험을 실시하고 얻은 결과를 시뮬레이션 결과와 비교 분석하였다. 2차적으로는 전력의 흐름에 따른 동작을 실험적으로 분석하였다. 그 후에는 입력전압에 외란이 발생하였을 때 보상성능을 순방향 조류와 역방향 조류 2가지 경우로 나누어 실험을 실시하고 그 결과를 실험결과와 비교 분석하였다. 분석한 결과 제안하는 반도체변압기는 양방향 전력흐름이 가능하고 입력전압에 Sag가 발생한 경우에도 이를 보상하여 수전단이나 부하에 전력공급이 가능함을 알 수 있었다. 향후 단상 반도체 변압기 2대를 더 제작하여 3상 3.3kV/380V, 6kVA 용량으로 확대하여 실험을 실시할 예정이다.

• 전기산업
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• v.7 no.3
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• pp.29-40
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• 1996

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.30 no.2
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• pp.43-51
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• 2023

In this paper, we introduce the development trends of power devices which is the key component for power conversion system in electric vehicles, and discuss the characteristics of the next-generation wide-bandgap (WBG) power devices. We provide an overview of the characteristics of the present mainstream Si insulated gate bipolar transistor (IGBT) devices and technology roadmap of Si IGBT by different manufacturers. Next, recent progress and advantages of SiC metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) which are the most important unipolar devices, is described compared with conventional Si IGBT. Furthermore, due to the limitations of the current GaN power device technology, the issues encountered in applying the power conversion module for electric vehicles were described.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.300-301
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• 2018

본 논문에서는 인덕션 쿠커의 스위칭 전력반도체에서 발생되는 스위치 손실을 비교 분석한다. Si-기반 전력반도체의 효율 상승이 한계점에 도달함에 따라 고속 스위칭 및 저손실 특성을 지닌 SiC, GaN와 같은 와이드밴드갭 소자를 활용한 고전력밀도 컨버터의 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 소비자 가전분야의 인덕션쿠커 공진형 하프-브릿지 전력회로의 기존 Si-IGBT를 GaN-FET과 SiC-FET으로 구성하여 스위치 손실모델을 유도하고 이를 통해 세 가지의 전력반도체가 적용된 인덕션 쿠커의 스위치 손실을 비교분석한다. 분석된 손실모델은 PSIM Thermal Module을 통하여 검증한다.