• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.31-33
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• 2020

본 논문은 고효율 11kW급 양방향 탑재형 충전기에 대한 연구결과를 발표한다. 토폴로지로는 3상 2-레벨 인버터와 CLLLC 공진형 컨버터를 적용하였으며, 모든 전력반도체 소자는 SiC-MOSFET를 적용하였다. CLLLC 공진형 컨버터의 고효율 달성을 위해, 배터리 전압에 따라 DC 링크 전압 가변 알고리즘을 적용하였으며 양방향 동작시 정류단이 동기 정류기로 동작하도록 설계하였다. 인버터 스위칭 주파수 20kHz, CLLLC 공진형 컨버터 스위칭 주파수 80~300kHz, 배터리 전압 213~413V, 계통 전압 380V/60Hz 사양으로 프로토타입을 설계/제작하였으며 순방향 전력전달 최대 효율 95.8%이상, 역방향 전력전달시 최대효율 95.1%이상의 결과를 달성하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.327.2-327.2
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• 2014

CIGS박막 태양전지의 온도에 의한 효율과 전기적 특성 변화를 알아보기 위해 $25^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 각각 100시간을 노출시킨 후 전기적인 특성들을 측정하여 초기 값들과 비교하였다. 태양전지의 온도 스트레스에 의한 특성 및 파라미터들의 변화들을 확인하기 위해 Light I-V와 Minority Carrier의 Lifetime을 측정하여 비교 분석하였다. 실험에 사용한 소자의 초기 파라미터들은 $25^{\circ}C$에서 측정하였고, 단락전류 11mA, 개방전압 0.64V, 곡선인자 60.49%, Lifetime 10.7s 효율 9.17%이다. 각 온도별 노출에 대해 CIGS박막 태양전지의 효율은 $50^{\circ}C$, $100^{\circ}C$에서는 초기 값과 비슷하였고, $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 초기 값 대비 54%, 84% 감소 특성을 보였다. 단락전류는 $50^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $150^{\circ}C$에서는 크게 변화하는 모습이 나타나지 않았고 $200^{\circ}C$에서 63% 감소하였다. 개방전압, 곡선인자, Lifetime은 효율과 마찬가지로 $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 감소하는 모습이 나타났다. $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 개방전압이 9.3%, 18.7%, 곡선인자는 45.8%, 56.3%정도 감소하였다. Lifetime은 64.4%, 80.1%정도 감소하였다. 이 실험을 통해 개방전압과 곡선인자, Minority Carrier의 Lifetime이 일정 온도부터 온도의 영향을 받아 감소하고, 그 영향으로 효율이 감소하게 되는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.224.1-224.1
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• 2013

CIGS박막 태양전지의 온도에 의한 효율변화를 알아보기 위해 $25^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 각각 10시간을 노출시킨 후 전기적인 특성들을 측정하여 초기 값들과 비교해 보았다. 태양전지의 온도 스트레스에 의한 특성 및 파라미터들의 변화들을 확인하기 위해 Light I-V를 측정하여 비교 분석하였다. 실험에 사용한 소자의 초기 파라미터들은 $25^{\circ}C$에서 측정하였고, 개방전압 0.66V, 곡선인자 67.99%, 효율 10.49%이다. 각 온도별 노출에 대해 CIGS박막 태양전지의 효율은 $50^{\circ}C$, $100^{\circ}C$에서는 초기 값과 비슷하였고, $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 초기 값 대비 22.8%, 57.5% 감소 특성을 보였다. 단락전류는 온도별 노출에 대해서 크게 변화하는 모습이 나타나지 않았고, 개방전압과 곡선인자는 효율과 마찬가지로 $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 감소하는 모습이 나타났다. $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 개방전압이 3.4%, 8.3%, 곡선인자는 19.9%, 53.7%정도 감소하였다. 이 실험을 통해 개방전압과 곡선인자가 일정 온도부터 온도의 영향을 받아 감소하고, 그 영향으로 효율이 감소하게 되는 것을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.21-23
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• 2018

본 논문에서는 능동형 스너버를 사용한 비대칭 하프-브리지 컨버터를 제안한다. 비대칭 하프-브리지 컨버터는 홀드-업 시간을 고려하여 넓은 입력전압 범위에서 설계되면, 노미널 동작 시 작은 시비율로 동작하여 변압기에 큰 오프셋 전류가 발생한다. 또한 변압기가 작은 턴 비로 설계되어 1차측 전류 스트레스와 2차측 정류기의 전압 스트레스가 커지는 문제점이 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해, 제안하는 컨버터에서는 추가 스위치를 사용해 추가적인 전압이득을 얻음으로써, 홀드-업동작 시 낮아지는 입력 전압을 보상한다. 때문에 제안하는 컨버터는 홀드-업 상태를 고려하지 않고 설계될 수 있어, 노미널 시에 큰 시비율로 동작한다. 게다가 추가 스위치는 능동형 스너버로 사용되어 2차측 정류기 다이오드의 전압 링잉을 제거하여 전압 스트레스를 저감시킨다. 이와 같은 특징으로 인하여 제안하는 컨버터는 전 부하 영역에서 높은 효율을 갖는다. 제안하는 컨버터의 효용성을 검증하기 위해 320-410V 입력전압과 19.5V/200W 출력에서 실험이 진행되었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.168-169
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• 2017

본 논문에서는 ZCMV(zero common mode voltage) PWM을 사용하는 병렬형 3상 3레벨 NPC 컨버터의 DC단 전압의 불평형 제어를 이용한 순환전류 저감 알고리즘을 제안한다. 이상적으로 ZCMV PWM은 공통 모드 전압을 발생하지 않지만, 초기 운전 및 데드타임과 같은 실제적인 문제로 인해 공통 모드 전압이 발생한다. 발생한 공통 모드 전압은 미세한 순환전류를 발생시키며 이는 컨버터의 효율을 감소시킨다. 따라서, 본 논문에서는 DC단 전압 불평형 제어를 이용하여 순환전류를 저감하는 제어 알고리즘을 제안한다. 상, 하단 DC 전압의 불평형은 공통 모드 전압을 발생시키며 이를 통해 미세하게 발생한 순환전류를 저감하여 컨버터의 효율을 향상 시킬 수 있다. 제안한 알고리즘은 시뮬레이션을 통해 타당함을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.476-477
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• 2014

본 논문에서는 넓은 충전전압 범위를 갖는 전기자동차용 급속충전기를 개발하였다. 고효율을 달성하기 위해 AC/DC 컨버터 및 DC/DC 컨버터 모두 3레벨 방식을 적용하였으며 DC/DC 컨버터에 하이브리드 스위칭 기법을 적용하여 넓은 출력전압범위에서 높은 효율을 유지한다. 50kW 시작품을 통해 타당성을 검증하였으며, AC/DC 컨버터 및 DC/DC 컨버터의 정격부하 효율은 각각 98.2%, 97.1%이며 최고효율은 98.6%, 97.1%를 달성하였고, 전체시스템의 정격부하 효율은 95.3%를 달성하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.471-471
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• 2012

유기발광소자는 낮은 동작전압, 낮은 전력소비와 높은 색 순도의 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이로 관심을 받고 있다. 시장을 주도하고 있다. 최근 스마트폰의 사용증가에 따른 저전력과 색 표현력에 대한 연구가 필요하며, 발광 효율과 색 순도를 증가하기 위하여 형광 또는 인광 발광 호스트 물질을 사용한 유기발광소자에 대한 연구가 진행되고 있다. 하지만 적색 및 녹색 유기발광소자보다 청색 유기발광소자는 상대적으로 발광 효율과 색순도가 낮기 때문에 청색 유기발광소자를 사용하여 전색 디스플레이를 구현하는데 문제점이 있다. 본 연구에서는 청색 유기발광소자의 색순도와 발광효율을 향상시키기 위하여 형광호스트물질과 인광호스트물질을 혼합하여 구성된 발광층을 가진 청색 유기발광소자에 대한 연구를 하였다. 1,3-bis(carbazole-9-yl)benzene (mCP)에 3-tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl)anthracene (TBADN)을 다양한 혼합비율로 구성한 발광층을 가진 청색 유기발광소자를 제작하여 광학적 성질과 전기적 성질을 관찰하였다. 형광호스트물질과 인광호스트물질의 혼합된 발광층을 적용한 청색 유기발광소자에서 엑시톤의 에너지이동이 원활해지고, 안정된 전자와 정공의 균형으로 인해 동작전압이 감소하고 발광 효율이 증가한다. 위 연구 결과는 낮은 동작전압과 높은 발광효율 갖는 형광물질과 인광물질의 혼합된 발광층 구조를 사용한 청색 유기발광소자를 전색디스플레이에 응용할 경우에 저전압 고효율 전색 발광소자의 제작에 관한 연구에 기여한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.394.1-394.1
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• 2014

고효율 및 낮은 구동 전압을 가지는 유기 발광소자를 제작하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 고효율 및 낮은 구동전압을 가지는 p-i-n 유기발광소자는 정공수송층에 p형 무기 도펀트를 도핑하고, 전자수송층에 n형 무기 도펀트를 사용하여 제작하지만, 무기 도펀트는 높은 온도에서 증착하기 때문에 챔버 내의 다른 유기 물질들이 함께 증착되거나 유기 박막에 손상을 가져올 수 있는 단점을 가지고 있기 때문에 유기물 n형 도펀트의 경우는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 유기 p형 도펀트인 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile과 유기 n형 도펀트인 bis (ethylenedithio)-tetrahiafulene (BEDT-TTF)를 사용하여 p-i-n 구조의 유기 발광소자를 제작하였다. 유기 n형 도펀트인 BEDT-TTF는 전자수송층 사이에서 산화-환원 반응을 통해 많은 전자를 생성하게 되고, 증가한 전자들로 인해서 Al 음극전극과 전자수송층 사이의 에너지장벽이 낮추는 역할을 하게 된다. BEDT-TTF를 도핑하지 않은 유기 발광소자보다 BEDT-TTF를 도핑하였을 때, 100 cd/m2 일때 약 2.4 V 작동 전압의 감소를 관측할 수 있었다. 이 결과는 음극전극으로부터 발광층으로 전자의 주입이 원활하게 되고, 그 결과 낮은 구동전압 및 고효율을 가지는 p-i-n 유기 발광소자를 제작할 수 있다는 것을 보여준다.

• 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 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.174-177
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• 2003

본 논문에서는 AC PDP의 유지방전구간에서의 인가전압에 따른 방전전류, 공간전압, 벽전하 등의 변화를 새로운 AC PDP를 위한 등가회로모델을 사용하여 효율적이고 간편하게 시뮬레이션 한 결과를 소개한다. 벽전하의 정확한 분석은 안정적이고 효율적인 AC PDP의 구동 방법을 개발하기 위해 계속 연구, 보고 되어 왔지만, 인가되는 전압의 변화에 따른 시간적인 셀 내부의 변화를 빠르고 편리하게 분석하고 이해하는데 효과적인 방법은 제시되지 못하였다. 본 논문에서는 AC PDP의 전극간 물리적인 특성을 고려하여 3개의 직렬 커패시터와 1개의 병렬 커패시터, 2개의 싸이리스터를 사용하여 AC PDP를 위한 등가회로모델을 구성하여 제시하였다. 제안된 등가회로모델은 SPICE와 같은 표준 회로시뮬레이션 툴에 손쉽게 적용가능하며, 이러한 방법으로 분석된 패널내의 전류, 공간전압, 벽전하의 동특성을 소개하였다. 등가회로모델을 이용한 시뮬레이션 결과는 실험을 통한 측정 결과와 비교하여 그 정확성을 검증하였다. 인가전압의 시간적 변화의 따른 유입전류 및 셀 내의 전압 및 전하의 분포를 손쉽고 정확하게 시뮬레이션 할 수 있는 본 AC PDP의 등가회로모델은 AC PDP의 특성을 이해하는 데에 중요한 도구가 될 것이며 효율적인 구동 방식의 개발 및 분석 등에 널리 활용될 수 있을 것이다.