• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집 Vol.14 No.1
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• pp.13-16
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• 2001

반도체 동작시에 파워 손실을 최소화하는 것은 2000년대의 에너지, 산업전자, 정보통신 산업분야에서의 가장 주요한 요구 사항중의 하나이다. 실리콘계 반도체 소자들은 완전히 새로운 구동기구의 소자가 개발되지 않는 한, 실리콘 재료의 낮은 열전도율이나 낮은 절연파괴전계와 같은 물리적 특성한계 때문에 이러한 요구를 만족시키는 것이 불가능한 실정이다. 따라서 21세기를 위한 대안으로 고열전도융의 WBG(WideBand-Gap) 물질 그 중에서도 탄화규소(SiC) 반도체가 제시되고 있다. SiC 반도체는 실리콘에 비하여 밴드갭(band gap: $E_{g}$)이 높을 뿐만이 아니라 절연파괴강도 ($E_{B}$)가 한 자릿수 이상 그리고 전자의 포화 drift 속도, $V_{s}$ 및 열전도도 k가 3배 가량 크다. 따라서 SiC는 고온 동작 내지는 고내압, 대전류, 저손실 반도체를 제작하는데 아주 유리하다. 본고에서는 응용성이 넓고, 단결정 제조가 비교적 용이한 SiC 반도체의 기술현황에 대하여 살펴보고자 한다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제14권12호
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• pp.11-14
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• 2001

반도체 동작시에 파워 손실을 최소화하는 것은 2000년대의 에너지, 산업전자, 정보통신 산업분야에서의 가장 주요한 요구 사항중의 하나이다. 실리콘계 반도체 소자들은 완전히 새로운 구동기구의 소자가 개발되지 않는 한, 실리콘 재료의 낮은 열전도율이나 낮은 절연파괴전계와 같은 물리적 특성한계 때문에 이러한 요구를 만족시키는 것이 불가능한 실정이다. 따라서 21세기를 위한 대안으로 고열전도율의 WBG(Wide Band-Gap) 물질 그 중에서도 탄화규소(SiC) 반도체가 제시되고 있다. SiC 반도체는 실리콘에 비하여 밴드 갭(band gap: E$_{g}$)이 높을 뿐만이 아니라 절연파괴강도(E$_{B}$)가 한 자릿수 이상 그리고 전자의 포화 drift 속도, V$_{s}$ 및 열전도도 k가 3배 가량 크다. 따라서 SiC는 고온 동작 내지는 고내압, 대전류, 저손실 반도체를 제작하는데 아주 유리하다. 본고에서는 응용성이 넓고, 단결정 제조가 비교적 용이한 SiC 반도체의 기술현황에 대하여 살펴보고자 한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.13-16
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• 2001

반도체 동작시에 파워 손실을 최소화하는 것은 2000년대의 에너지, 산업전자, 정보통신 산업분야에서의 가장 주요한 요구 사항중의 하나이다. 실리콘계 반도체 소자들은 완전히 새로운 구동기구의 소자가 개발되지 않는 한, 실리콘 재료의 낮은 열 전도율이나 낮은 절연파괴전계와 같은 물리적 특성한계 때문에 이러한 요구를 만족시키는 것이 불가능한 실정이다. 따라서 21세기를 위한 대안으로 고열전도율의 WBG(Wide Band-Gap) 물질 그 중에서도 탄화규소(SiC) 반도체가 제시되고 있다. SiC 반도체는 실리콘에 비하여 밴드 갭(band gap: E$_{g}$)이 높을 뿐만이 아니라 절연파괴강도(E$_{B}$)가 한 자릿수 이상 그리고 전자의 포화 drift 속도, v$_{s}$ 및 열전도도 k가 3배 가량 크다. 따라서 SiC는 고온 동작 내지는 고내압, 대전류, 저손실 반도체를 제작하는데 아주 유리하다. 본고에서는 응용성이 넓고, 단결정 제조가 비교적 용이한 SiC 반도체의 기술현황 에 대하여 살펴보고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.155-156
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• 2011

이 논문은 새로운 형태의 EV, PHEV용 탑재형 충전기를 제안한다. 입출력단의 절연을 위한 공진 컨버터와 역률 개선과 충전 전력을 제어하기 위한 벅부스트 컨버터의 2단 구조로 구성하였다. 벅부스트는 전압 스트레스 감소를 위한 2단 병렬 구조와 제어기의 단순화를 위한 DCM 제어로 구현하였다. 또한 파워부에서는 필름 커패시터만으로 구성하였다. 제안한 컨버터의 성능은 실험을 통하여 검증한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2000년도 추계학술대회논문집
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• pp.33-48
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• 2000

Limitations of the simple single degree of freedom vibration isolation theory in real applications are discussed and a theory of multi-dimensional vibration/noise isolation by power approach is introduced. Illustrations of the application to compressor of an air-conditioner are presented together with problems caused by approximations. Then possible sources of distortions in the vibration power estimation are looked into and some relevant research topics are suggested.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1840-1842
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• 2002

고전압 대 전류를 필요로 하는 펄스 파워 시스템에서 스위치는 중요한 소자중의 하나이다. 펄스 트랜스포머를 이용하여 고전압 펄스를 만드는 회로에서 대전류 스위칭에는 대부분 스파크 갭 스위치나 싸이라트론을 사용하는데 높은 펄스 반복 율과 긴 수명을 제공하기 위해서는 반도체 스위치를 사용해야한다. 고전압 대전류 펄스파워 시스템에 적합한 반도체 스위치의 스위칭 특성과 제어방식에 관한 연구를 수행하였다 실험에 사용한 스위치는 20 kV, 12.6 kA, 12 ${\mu}s$의 펄스 스위칭이 가능한 ABB사의 반도체스위치 스택 (5SPR-26L4508-8-WC)이다. 실험회로는 콘덴서에 충전을 완료한 다음 스위치와 인덕터를 통하여 방전하도록 구성하였다. 8개의 직렬 연결된 스위치는 광케이블을 사용하여 병렬구동하고, 고주파 스위칭 전류전원을 사용하여 고전압 절연을 하면서 게이트 구동전력을 전달하도록 하였다. 본 논문에서는 스위치 전압과 방전전류를 관측하여 반도체 스위치의 특성을 조사하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.618-623
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• 2001

In a practical vibration isolation system, vibration is transmitted from the source to the receiver through several paths such as more than one inter-connected point and multi-degree of freedom at each connection point. Therefore, the major path investigation for vibration transmission among them is often required in a point of view of isolation. For the path analysis of multi-dimensional vibration isolation system, it is useful to employ the concept of vibration power in high frequency range where radiation of noise from the receiver structure is concerned. The idea is simple to understand and formulate but rather complicated to apply in practice. For an accurate estimation of power flow especially over a high frequency range, it is well known in theory that rotational motions should be taken into consideration together with translational motions at inter-connected points. In reality, however, power transmissions related to rotational terms are often neglected mainly due to difficulties in the instrumentation. In this paper, necessary formula and measurable mechanical quantities for vibration power analysis will be reviewed and experimental results with rotational terms included for compressor system in a commercial air conditioner will be shown.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.68-70
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• 2019

본 논문은 8.1kW/L($132W/in^3$)의 전력밀도를 갖는 전기자동차(xEV)용 저전압 배터리 충전기(Low voltage DC-DC converter, LDC)를 위한 절연형 DC-DC컨버터의 설계 방법을 제안한다. 전체 부피 중 가장 큰 비중을 차지하는 자성체의 부피를 줄이기 위해 GaN소자를 채택하여 700kHz의 스위칭 주파수를 적용하였으며, GaN 스위치를 고주파에서 원활히 동작시키기 위한 게이트 드라이버를 직접 제작하였다. 또한 자속 상쇄 개념이 적용된 매트릭스 평면 변압기를 설계하여 적용함으로써 변압기의 부피를 크게 줄일 수 있었고, 8.1kW/L의 전력밀도를 달성하였다. 본 논문에서는 후보 토폴로지들의 비교를 통해 고 전력 밀도에 가장 적합한 토폴로지를 선정하였으며, 자속 상쇄 기법이 적용된 매트릭스 평면 변압기의 설계방법을 제안하였다.

• 전력전자학회지
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• 제27권3호
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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 V_DS가 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.504-510
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• 2017

본 논문은 소형 가전기기를 위한 AC DC 파워모듈 설계를 제시하고 효율과 신뢰성 및 안정성 특성을 나타낸다. 제안하는 파워모듈은 PCB 테스트보드에서 PWM 제어 IC 칩, 파워모스 소자, 트랜스포머, 각종 수동소자 (저항, 커패시터, 인덕터)를 사용하여 제작하였다. 본 논문에서 제시한 AC DC 파워모듈 회로 시뮬레이션 결과를 토대로 측정한 실험에서 입력전압은 상용전원 전압 220 V (RMS), 주파수 60 HZ의 교류전압(VAC : Voltage alternating current)을 사용 하였으며, 출력전압, OCP (over current protection), EMI(electromagnetic interference), PWM 신호 펄스, 효율 측정, 패키징 여부에 따른 발열측정 등을 실시하였다. 또한 파워모듈의 온도에 따른 특성변화와 트랜스포머 기준으로 1차측의 회로와 2차측 회로의 절연상태 확인을 하기 위한 내전압 테스트 등의 신뢰성테스트를 실시하였다. 효율 및 신뢰성 측정결과, AC DC 파워 모듈이 5 V의 출력전압, 200 mV의 리플, 약 73 %의 효율, 온도 약 $80^{\circ}C$ 까지 안정적으로 동작함을 확인하였으며, 4.2 kV의 크기로 60초 동안 견디는 내압 성능을 보였다.