• 전기전자학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.320-327
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• 2014

최근 휴대용 전자기기의 발달로 인해 전력관리회로 기술의 중요성이 증가하고 있다. 본 논문에서는 휴대기기를 위한 고성능 DC-DC 벅 변환기를 설계하였으며 특히 출력에서의 리플 전압을 작게 하고 수 A급의 대용량 출력전류의 안정적인 구동이 가능하도록 2-페이스 구조를 사용하여 설계하였다. 설계된 전압모드 2-페이스 벅 변환기는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 통하여 칩으로 제작되었고 전체 칩의 크기는 $2.35{\times}2.35mm^2$, 동작주파수는 4MHz, 최대 4A의 부하전류를 구동할 수 있으며 최대 변환효율은 91% 이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권12호
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• pp.23-30
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• 2011

본 논문은 경부하에서 전압 안정화 특성을 향상 시키고 독립적인 다중 출력을 생성 시키기 위해 부궤환 선택 회로를 갖는 단일 인덕터 다중 출력(SIMO) 직류-직류 변환기를 설계하였다. 일반적으로 기존의 SIMO 직류-직류 변환기는 고정된 부궤환 루프를 가지고 있어 경부하에서 정확한 출력을 생성 할 수 없다. 제안하는 부궤환 선택회로를 갖는 SIMO 직류-직류 변환기는 0.35um 2-poly 3-metal BCDMOS를 이용하여 설계 하였다. 이변환기는 1.5V 입력과 2.5V, 3.0V의 2중 출력을 가지고 있다. 최대 전력변환효율은 부하가 10mA이때 59%에서 50mA일 때 85%를 가지고 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권6호
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• pp.16-24
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• 2009

본 논문에서는 인덕터와 커패시터를 집적화한 DC-DC 벅 변환기를 설계하였다. 출력전압의 리플크기를 줄이기 위해 stacked interleaved 방식을 이용하였고 변환기의 제어부는 전압모드 방식의 제어방법을 사용하여 설계하였다. 설계한 DC-DC 벅 변환기는 표준 $0.5{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작 중이며 전체면적은 $9mm^2$이다. 설계된 회로는 $3V{\sim}5V$의 입력전압에서 동작하며 LC 필터의 크기를 줄이기 위해 50MHz의 주파수로 동작하였다. 최대 250mA의 부하전류 구동이 가능하며 최대 71%의 전력변환 효율을 가졌다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제49권1호
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• pp.18-23
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• 2012

본 논문에서 소형 휴대기기용 DC-DC 변환기를 위한 전압보호회로를 설계 하였다. 제안하는 전압보호회는 저전압 보호회로(UVLO)와 고전압 보호회로(OVP) 로 구성되며, 비교기와 바이어스 회로를 사용하여 구현하였다. XFAB $1{\mu}m$ CMOS 공정을 SPICE 모의실험을 통하여 특성 확인을 하였다. 모의실험 결과, 저전압 보호회로(UVLO)는 입력 전압이 4.8 V 이상이 되면 턴-온 되며, 4.2 V 이하가 되면 턴-오프가 되어 저전압의 입력전압이 인가될 때 회로의 오작동을 막을 수 있다. 고전압 보호회로(OVP)는 기준전압 3.8V 이상의 출력전압이 발생하였을 때 회로를 차단하여 소자의 파괴를 막아 안정성과 신뢰성을 높일 수 있다. 또 가상의 DC-DC 변환기 제어회로에 연결한 결과 전압의 이상에 따른 전압보호회로의 동작여부를 확인하였다. 본 논문에서 제안하는 전압보호회로는 DC-DC 변환기의 보호회로 셀로 유용하게 사용 될 것으로 사료된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.319-325
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• 2020

본 논문에서 모바일 기기에 적용하는 DCM DC-DC 벅 변환기를 설계하였다. 이 변환기는 안정된 동작을 위한 보상기, PWM 로직과 파워 스위치로 구성되어 있다. 작은 하드웨어 폼-팩터를 얻기 위하여 칩 외부에서 사용하는 소자의 갯수를 최소화하여야 하며 이는 효율적인 주파수 보상과 디지털 스타트-업 회로로 구현하였다. 매우 작은 부하 전류에서 효율의 감소를 막기 위하여 버스트-모드 동작도 구현하였다. DCM 벅 변환기는 0.18um BCDMOS 공정으로 제작되었다. 2.8~5V의 입력 전압 범위에 대하여 출력 전압 값은 외부 저항 소자를 사용하여 1.8V로 프로그램 되었다. 1MHz의 스위칭 주파수 및 100mA의 부하 전류에서 측정된 최대 효율은 92.6%이다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.369-370
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• 2012

본 논문은 380V DC 배전 시스템의 양방향 전력 흐름 제어와 전력 변환 효율 개선을 위한 고효율 절연형 양방향 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 회로는 비절연형 양방향 AC-DC 정류기와 절연형 양방향 CLLC 공진형 컨버터로 구성된다. AC-DC 정류기의 전력 변환 효율 높이기 위해서 단극성 SPWM 방식을 이용하여 SiC 다이오드와 Anti-parallel 다이오드가 없는 IGBT와 MOSFET를 이용하여 전력 변환 효율을 증가 시켰다. 절연형 양방향 DC-DC 컨버터의 효율을 높이기 위해서 전 범위 ZVS 동작이 가능한 양방향 CLLC 공진형 컨버터를 이용하였다. 5kW 시제품을 통하여 제안하는 절연형 양방향 AC-DC 컨버터의 성능을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.377-378
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• 2017

대용량 전력변환기는 가청주파수에 해당하는 낮은 주파수 스위칭 동작으로 전력변환기 구동 시 리액터 소음에 의한 공해를 유발하고 있다. 이러한 리액터 소음공해 제거하기위해 대용량 전력변환기의 높은 주파수 전압을 리액터에 인가할 수 있는 새로운 DC/DC 컨버터 토포로지를 제안한다. 본 논문에서 제안된 토포로지는 다수의 스위치를 병렬로 연결하여 스위치 인터리브 방식에 의한 높은 등가 스위칭 동작 구현이 가능하다. 따라서 제안된 스위치 인터리브 방식은 대용량 전력변환기의 리액터 소음을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 리액터용 용량을 저감하여 전력변환기의 에너지 밀도 증대와 단가 감수 측면에서 큰 장점을 갖고 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.1763-1770
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• 2016

본 논문에서는 넓은 출력 부하 전력에서도 동작하는 하이브리드 변환기를 제안했다. 스위치드 커패시터 변환기는 높은 부하 전력에서 효율이 낮고, 낮은 부하 전력에서는 효율이 높다. 반대로, 벅 변환기는 높은 부하 전력에서는 효율이 높고, 낮은 부하 전력에서는 효율이 낮다. 제안된 하이브리드 변환기는 스위치드 커패시터 변환기와 벅 변환기를 혼합했다. 낮은 부하 전력에서는 스위치드 커패시터 변환기를 동작시키고, 높은 부하에서는 벅 변환기를 동작시켜, 넓은 출력 부하 전력에서 전력 효율을 향상시켰다. 제안된 하이브리드 변환기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 구현되었다. 하이브리드 변환기의 출력 부하 전력 범위는 0.05~100mW 이며, 벅 변환기와 스위치드 커패시터 변환기에서 각각 93%와 77%의 최대 전력 효율을 가진다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.565-568
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• 2014

본 논문에서는 열전에너지 하베스팅을 위한 안정화된 출력을 갖는 0.2V DC/DC 변환기를 설계하였다. 열전소자의 저전압을 이용하기 위해 native NMOS 트랜지스터와 저항으로 이루어진 시동회로가 0.2V의 입력전압을 내부 컨트롤 블록 회로가 동작할 수 있는 VDD까지 승압한다. VDD가 원하는 전압 값에 도달하면 전압감지기가 이를 감지하고 시동회로에 공급되는 전류를 차단하여 전류소모를 최소화 한다. 이후 비교기의 출력에 따라 VDD를 일정전압 이상으로 유지하기 위한 부스트 변환기와 VSTO를 승압하기 위한 부스트 변환기를 번갈아가며 동작시켜서 VSTO를 벅 변환기가 동작하는 전압까지 승압해준다. VSTO가 2.4V 이상이 되면 벅 변환기가 동작하여 안정화된 최종 출력 VOUT을 얻는다. 모의실험 결과 설계한 변환기는 0.2V의 입력으로부터 1.8V의 안정화된 전압을 출력하며, 최대 전력효율은 60%이다. $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 설계한 칩의 크기는 PAD를 포함하여 $1.1mm{\times}1.0mm$이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.174-179
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• 2018

본 논문에서 저전력 PMIC를 위한 고효율 DC-DC 변환기를 설계하였다. IoT 및 웨어러블 기기의 발전에 따라 전력 공급을 위한 고효율 에너지 습득 기술이 중요해지고 있다. 에너지 습득을 통해서 얻을 수 있는 전압은 낮고 넓은 분포의 값을 가지므로 이를 사용하기 위해서 넓은 입력 전압 범위에서 고효율을 얻을 수 있는 설계 기법이 필수적이다. 넓은 입력 전압 범위에서 일정한 스위칭 주파수를 얻기 위해 전원 전압 변화 감지 회로를 이용한 주파수 보상 회로를 설계했으며, 낮은 전력에서 고효율을 얻기 위해 burst-mode 제어 회로를 구성하여 정밀한 스위칭 동작을 제어하였다. 설계한 DC-DC 벅 변환기는 0.95~3.3V의 입력 전압 조건에서 0.9V를 출력하며 부하 전류가 180uA일 때 최대 78%의 효율을 얻을 수 있다.