• 전력전자학회지
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• 제14권1호
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• pp.34-39
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• 2009

2001년 1세대 SiC 쇼트키 다이오드의 상용화는 고압 다이오드의 Zero 스위칭손실를 가능하게 하여 기존의 CCM(continuous-current mode) PFC의 효율한계를 극복 시킬수 있었다. 2005년 서지전류와 애벌런치 내량을 향상시킨 2세대 SiC 쇼트키 다이오드는 적용의 범용성을 확대 시켰다. 2009년 전력내량이 증대된 3세대 다이오드는 이상적인 다이오드의 현실화를 위해 한발 더 나아가게 하고 있다. 본고에서는 이러한 노력을 경주해온 인피니언의 SiC 전력반도체 소자의 기술 및 개발 현황을 소개한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.80-81
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• 2017

본 논문은 3상 비엔나 정류기의 효율 향상을 위한 전력 반도체 소자 선정 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 비엔나 정류기의 스위칭 상태에 따른 전류 특성을 고려하여 전력 반도체 소자를 선정한다. 한 레그에서 스위칭 한 주기에 세 개의 다이오드가 사용되며 직류단 및 중성단 연결된 다이오드는 고속 스위칭을 하고 입력단에 연결된 다이오드는 라인 주파수에 맞춰 저속 스위칭을 한다. 따라서, 다이오드 동작을 고려하여 전력 반도체 소자를 선정하여 비엔나 정류기의 효율을 향상 시킬 수 있다. 제안하는 소자 선정 방법은 실험 결과를 통하여 그 타당성을 확인한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.1386-1391
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• 2000

본 논문에서는 다이오드의 비선형 특성을 선형화하고 온도에 따른 특성 변화를 보상하는 방법에 대해 연구하였다. 입력전력에 대한 다이오드의 비선형성을 선형화학 위해 Square root 회로를 사용하였으며, 온도에 따른 다이오드의 특성변화를 보상하기 위해서는 2개의 동일한 다이오드와 기준전위를 가변시킬 수 있는 OP-Amp를 사용하였다. 그 결과로써, (Square root 회로와 온도보상회로를 이용하여) 설계된 다이오드 전력 검출기는 입력전력이 -6㏈m보다 큰 경우에 0.23$\pm$0.025 V/㏈m의 비율로 선형적으로 출력전력을 검출하였으며, 상온에서 8$0^{\circ}C$까지의 온도변화에 대해 출력전압의 변화없이 안정적으로 동작하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.268-268
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• 2011

열전소자를 사용하여 발광다이오드의 발열을 개선한다. 열전소자(Thermoelectric device: TED)의 펠티에효과(Peltier effect)를 이용하여 발광다이오드(Light Emitting Diodes: LED)의 접합온도 (Junction Temperature)를 제어한다. 열전소자의 구동 전력을 제어하여, 발광다이오드의 사용 전류에 대한 접합온도의 특성을 조사한다. 열전소자의 입력 전력 0.2W에 대하여, 일반 조명용 또는 표시 장치로 사용되는 1W급 고전력 LED를 정격전류(350 mA)로 구동할 때 접합온도를 최저 $69^{\circ}C$로 유지할 수 있다. 열전소자의 구동 전력이 0.2W일 때, 발광다이오드의 접합온도 $110^{\circ}C$에 대하여 최대 사용 가능 전류는 560 mA로 예측된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.216-218
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• 2018

Weinberg 컨버터는 입출력 전류 리플이 작아 필터 사이즈가 작고, 스위치 및 다이오드가 소프트 스위칭을 하여 높은 효율을 갖는 장점으로 인해 정지궤도 위성용 배터리 방전 조절기와(Battery Discharge Regulator, BDR) 같이 높은 전력밀도 및 높은 효율을 요구하는 제품에 유용한 승압형 컨버터이다. 최근 정지궤도 위성의 큰 전력 요구사양에 맞춰 버스 전압 사양이 커지면서 Weinberg 컨버터는 몇 가지 문제점을 갖게 되었다. 첫째 다이오드의 큰 순 방향 전압 강하로 인해 도통 손실이 증가한다. 둘째 다이오드의 기생 커패시터와 누설 인덕턴스간의 공진으로 인한 전압 맥동이 심화되면서 EMI 특성이 악화된다. 셋째 스위치 턴-오프 시 발생하는 큰 출력 전류 스파이크로 인해 출력 필터 크기가 커진다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 추가 스위치 및 커패시터를 이용해 다이오드 차단시 그 전압을 기존보다 크게 낮춤으로 써 도통 손실 개선 및 EMI 특성 개선을 하는 방법을 제안한다. 또한, 출력 필터 사이즈 저감을 위해 출력 전류 리플을 줄일 수 있는 추가 스위치의 적절한 구동 방법에 대해 제안한다. 제안하는 컨버터는 더욱 높은 전력 밀도 및 효율을 얻을 수 있어 차세대 정지궤도 위성용 BDR에 적합하다. 본 컨버터는 100V/750W의 출력전압/전력을 갖는 시작품을 통해 그 유효성을 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.179-181
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• 2006

본 논문에서는 전력용 반도체 소자인 싸이리스터 및 다이오드의 열화에 관하여 조사하였다. 발전소의 동기발전기 여자시스템 정류기의 싸이리스터 및 다이오드가 오랜 기간 사용됨으로써 반도체 소자의 열화가 진행이 되며 전기적 특성이 변하여 발전소 운전에 크게 영향을 줄 수가 있다. 한국중부발전(주) 보령화력 발전소의 요청에 따라 전력연구원은 계획 예방 정비 공사 기간 중에 동기발전기 여자시스템 정류기에 사용되는 싸이리스터 및 다이오드 누설전류를 측정하여 전력소자의 건전성을 평가하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.276-277
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• 2020

본 논문은 Full-bridge converter 2차측 다이오드의 Ringing 전압을 제거하는 방법으로 Active Snubber를 제안한다. 기존 RCD Snubber는 다이오드의 Ringing 에너지를 저항으로 소모하는 방식으로 전압 서지를 줄이는데 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 Active Snubber가 제안 되었으며, Active Snubber는 다이오드의 Ringing 전압을 회생시킴으로써, 전압스트레스를 줄이고 효율을 개선하는 이점을 보여준다. 본 논문에서는 7KW Full-bridge converter에 제안하는 Active Snubber를 적용하여 그 유도성을 입증하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.471-482
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• 2015

본 논문에서는 94 GHz Gunn 고정발진기를 설계 및 제작하였고, 이를 이용하여 발진기에 사용된 Gunn 다이오드의 최대 전력을 조사하였다. 94 GHz Gunn 고정발진기는 InP Gunn 다이오드가 사용되었고, WR-10 도파관 구조로 설계 및 제작되었다. 제작된 발진기는 발진주파수 95 GHz에서 12.64 dBm의 출력 전력과 1 MHz 오프셋 주파수에서 -92.7 dBc/Hz의 위상잡음 성능을 보였다. 발진기에 사용된 InP Gunn 다이오드의 최대 전력을 조사하기 위해서 발진기 구조를 턱이 있는 구조로 수정하였다. 그리고 이 턱의 높이를 변화시켜, 발진기가 몇 가지의 다른 부하 임피던스를 갖도록 하였다. 이 몇 가지의 다른 부하 임피던스에 대한 결과로써, 포스트 면에서의 부하 실수부 $G_L$에 대한 발진 신호 $V^2$의 그래프를 얻었다. 이 $G_L-V^2$의 그래프를 이용하여, 바이어스 포스트의 손실이 포함된 Gunn 다이오드의 최대 전력 16.8 dBm을 얻었다. 그리고 short된 Gunn 다이오드와 제로 바이어스 상태의 Gunn 다이오드를 이용하여 바이어스 포스트의 손실을 계산하였다. 바이어스 포스트의 손실을 보상한 InP Gunn 다이오드만의 최대 전력은 95 GHz에서 18.55 dBm이다. 이는 사용된 Gunn 다이오드의 데이터시트에 가까운 결과이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.364-371
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• 2007

본 논문에서는 와이브로 기지국 시스템을 위한 고전력 PIN 다이오드 스위치와 고속 스위치 구동회로에 대한 설계와 측정 결과를 제공한다. 일반적인 전력용 팩키지 다이오드의 기생 인덕턴스에 의한 격리도 열화를 막고 다이오드 스위치의 전력 능력을 향상시키기 위해 칩 형태의 다이오드를 사용하였으며, 본딩 와이어에 의한 직렬 인덕턴스는 전송선로의 임피던스에 쉽게 흡수될 수 있도록 회로를 구성하였다. 구현된 스위치 모듈은 사용된 다이오드의 개수를 최대한 줄이면서 최대의 성능을 얻을 수 있도록 설계되었으며 2.35 GHz에서 써큘레이터의 손실을 포함하여 약 0.84 dB의 삽입 손실과 80 dB 이상의 격리도 특성을 보였다. 또한 TTL 신호를 통한 스위치 모듈의 제어를 위해 스위치 구동회로를 설계, 제작하였으며 스위칭 속도는 200 nsec로 측정되었다. 스위치 모듈은 디지털 변조된 고전력 신호에 의해 전력능력이 시험되었으며 70 W의 전력이 인가되는 경우에도 정상적으로 동작하는 특성을 보여주었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권10C호
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• pp.993-998
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• 2002

전력증폭기에서는 특유의 비선형 특성에 의해 출력에 왜곡이 발생하므로 이를 보상할 수 있는 방안을 강구하여야 한다. 본 논문에서는 쇼트키 다이오드를 직렬로 삽입한 전력증폭기용 프리디스토터의 특성에 관하여 연구하였다. 이를 통해 쇼트키 다이오드의 비선형 특성을 이용한 프리디스토터를 전력증폭기 전단에 삽입하면 전력증폭기를 선형화 시킬 수 있음을 확인하였다. 즉, 입력 신호 레벨이 낮으면 입력된 신호는 전력증폭기로 그대로 들어가지만 입력 신호레벨이 높으면 프리디스토터에서 감쇄되어 전달된다. 그러므로 전력증폭기는 항상 saturation 영역에서만 동작하게 된다. Serenade 8.0을 이용하여 모의 실험을 통해 약 3% 가량의 효율이 개선됨을 확인할 수 있었다. 또한 500MHz에서 2.2㎓까지의 대역 중 1.8㎓ 대역에서 가장 확실한 비선형특성을 얻을 수 있음을 확인하였다.