• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.26 no.5
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• pp.376-379
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• 2021

The design and performance of a SiC-MOSFET-based 11-kW bi-directional on-board charger (OBC) for electric vehicles is presented. The OBC consists of a three-phase two-level AC/DC converter and a CLLLC resonant converter. All the power devices are implemented with SiC-MOSFETs to reduce the conduction losses generated in the OBC, and the DC-link voltage is designed to track the level of battery voltage in the forward and reverse powering modes. As a result, the CLLLC resonant converter always runs at the switching frequency near the resonant frequency, resulting in high-efficiency operation at the maximum powering modes. As the DC-link voltage varies according to the battery voltage, the AC/DC converter in the proposed OBC adopts an adaptive DC-link voltage controller. The performance of the proposed 11-kW OBC is verified by a prototype converter with the following specifications: three-phase 60-Hz 380-V input, 11-kW capacity, and battery voltage range of 214-413-V, resulting in the conversion efficiency of over 95.0-% in the forward and reverse powering modes.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.26 no.4
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• pp.277-284
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• 2021

A single and three phase-compatible single-stage EV charger without electrolytic capacitor is proposed in this study. DC battery-charging current is inherently guaranteed in the three-phase grid due to three output currents with a phase shift of 120° between each other. The proposed EV charger can provide a DC battery charging current for the single-phase grid through the integrated active power decoupling circuit without using additional switches. The proposed EV charger ensures ZVS turn-on of all switches with wide grid and battery voltage ranges. The 11 kW prototype of the proposed EV charger demonstrates a peak efficiency of 97.01% and a power density of 5.58 kW/L.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.65 no.11
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• pp.1860-1867
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• 2016

In this paper, first, a linearized modeling of a phase shift full-bridge converter used in chargers of electric vehicles is derived by using state-space approach and transfer functions from the duty ratio to output voltage and the inductor current are also verified. second, control systems for the output voltage and the inductor current are designed using the root locus technique. It is illustrated by experimental results that the control performance on the output variables is satisfied with the designed digital control system based on a automobile qualified 32-bit microcontroller.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.25-27
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• 2020

본 논문은 단상/3상 겸용 단일단 800V 전기차 탑재형 충전기를 제안한다. 제안하는 단일단 충전기는 넓은 단상/3상의 계통전압(120V-240V)에도 스위치의 ZVS 턴 온을 보장하며 전해 콘덴서 없이 DC충전이 가능하다. 2상 인터리브드 토템폴 구조로 구성되어 입력필터가 작으며 전해콘덴서가 없어서 5.5kW/L의 높은 전력밀도를 달성하였다. 또한 4차 고조파 주입 알고리즘을 통해 고조파 규정인 EN 61000-3-2 규정을 만족한다. 시작품의 타당성 및 성능 검증을 위해 SiC 소자를 적용하여 스위칭 주파수 150kHz의 11kW급 충전기를 제작하였고 제안하는 컨버터의 타당성 및 성능을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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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.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.11a
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• pp.179-180
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• 2011

본 논문은 IEEE 주최 국제대회 "2011 International Future Energy Challenge Competition (IFEC'11)"에 출품한 서울과학기술대팀의 차량탑재형 3.3kW급 배터리 충전기의 개발에 관한 것이다. 제안한 배터리 충전기의 부스트컨버터는 역률보상과 동시에 배터리의 전압 전류 제어를 수행하게 하여 절연부 SRC를 고정주파수에서 동작시킴으로서 전부하 영역에서 스위치와 다이오드의 ZCS 턴온과 턴오프가 성취되고 최적설계가 가능한 특징을 갖는다. 최대효율 94.6%(최대부하효율 92.6%), 부피 7.6L를 달성하였다.