• 한국자동차공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.82-91
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• 2017

This paper is a study on the bi-directional DC-DC converter, one of the key elements of 48V-12V dual systems in mild hybrid electric vehicles. Mild hybrid electric vehicles require a bi-directional DC-DC converter that can efficiently transmit power in two directions between a 48V battery and a 12V battery. To develop a bi-directional DC-DC converter with better price competitiveness, upgraded fuel economy, excellent performance and smaller size, this study designed, produced and presented a circuit that improved on the existing one. In the proposed 8-phase bi-directional DC-DC converter, the size of the passive element was reduced through the 8-phase interleaved topology, whereas downscaling had previously posed a difficulty. This study also designed and produced a 2.5kW class prototype. Based on the proposed 8-phase interleaved topology, a size of 227.5 (W) * 172 (L) * 64.35 (H) was achieved. In the boost mode operation and buck operation modes, the maximum efficiency was recorded at 94.04 % and 95.78 %, respectively.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.586-592
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• 2014

본 논문에서는 DT-CMOS(Dynamic Threshold voltage Complementary MOSFET) 스위칭 소자를 사용한 DC-DC Buck 컨버터를 제안하였다. 높은 효율을 얻기 위하여 PWM 제어방식을 사용하였으며, 낮은 온 저항을 갖는 DT-CMOS 스위치 소자를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. 제안한 Buck 컨버터는 밴드갭 기준 전압 회로, 삼각파 발생기, 오차 증폭기, 비교기, 보상 회로, PWM 제어 블록으로 구성되어 있다. 삼각파 발생기는 전원전압(3.3V)부터 접지까지 출력 진폭의 범위를 갖는 1.2MHz의 주파수를 생성하며, 비교기는 2단 증폭기로 설계되었다. 그리고 오차 증폭기는 70dB의 이득과 $64^{\circ}$의 위상여유를 갖도록 설계하였다. 또한 제안한 Buck 컨버터는 current-mode PWM 제어회로와 낮은 온 저항을 갖는 스위치를 사용하여 100mA의 출력 전류에서 최대 95%의 효율을 구현하였으며, 1mA 이하의 대기모드에도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO 레귤레이터를 설계하였으며, 또한 2개의 IC 보호 회로를 내장하여 신뢰성을 확보하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.319-323
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• 2011

본 논문에서는 Mobile 기기의 다양한 기능을 지원하기 위해 사용되는 내부 회로들의 낮은 전압 레벨을 지원하기위해 가장 널리 사용되는 SMPS(Switch Mode Power Supply)방식의 Buck converter를 설계한다. 제안된 Buck converter는 넓은 부하 영역에서 높은 효율을 가지는 것을 목적으로 일반적인 구동 방식인 PWM (Pulse Width Modulation)Mode의 고 효율 저 리플 특성 구현 외에 PFM(Pulse Frequency Modulation) Mode를 적용하여 낮은부하 조건 혹은 부하를 사용하지 않는 대기 시간에서도 고 효율 저 리플 특성을 가지는 Dual mode synchronous buck converter를 설계한다. 이를 위해 본 논문에서는 부하 변동 시에 PWM - PFM Mode로의 효율적인 변환방법 및 저 리플 특성을 위한 방법을 제안한다. 또한 제안된 IC는 Mobile 기기에 부합하는 입력 전압 범위 2.5V-5V를 가지며, 2.5Mhz의 높은 주파수로 동작하여 리플 특성이 양호하고 집적화가 유리하다. 고효율을 위하여 Synchronous Type 설계 및 Dynamic Control 방식을 적용하였다. 보호 기능으로는 회로 동작의 초기 시에 발생하는 Inrush Current를 방지하기 위한 Soft start function 외에 Current limit, Thermal shutdown function, UVLO 회로가 내장되어 신뢰성을 높였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.498-506
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• 2022

This study proposes a design methodology for bidirectional, series-resonant, dual-active bridge (SRDAB) converters. The circuit parameters of the SRDAB converters are designed by considering the output power and efficiency of the converter. The proposed method can be used to design a high-power, high-efficiency SRDAB converter. A voltage controller is employed to manipulate the output voltage of the converter, and the controller gains are selected using the transfer function and frequency response of the controller. Simulation results show that the output power of the designed SRDAB converter is 2 kW per converter module as designed. In addition, the performance of the voltage controller is evaluated using the simulation and experimental results. The output voltage follows the reference voltage within 10 ms under the step change of the reference command. The output voltage also follows the reference voltage under the step load change. The efficiency of the designed SRDAB converter is 95.6%.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.379-386
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• 2009

ITER 핵융합 장치에 사용되는 Vertical Stabilization(VS) 컨버터는 4상한 운전 모드의 대용량 부하에 전력을 공급하기 위해서 4개의 직렬구조 12펄스 컨버터를 역병렬 연결하여 구성한다. 스위칭 소자로 싸이리스터를 사용하는 VS 컨버터는 정역 운전모드 변환과정에서 컨버터의 안전운전을 위해 Dead Time 구간을 필요로하며, 이 과정에서 유도성 부하에 영(Zero)전류 불연속 구간이 발생하는 단점이 있다. VS 컨버터의 출력 전류제어에 순환전류를 이용할 경우에는 빠른 정역 운전모드 변환이 가능하며, 부하에 발생하는 영전류 불연속 구간을 제거할 수 있다. 본 논문은 ITER VS 컨버터에서 출력전류의 정역 운전을 위해 순환전류를 이용하는 부하 전류제어 알고리즘을 제안하고, PSIM 시뮬레이션을 통해 결과를 검증하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제13권2호
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• pp.256-263
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• 2013

This paper presents an IHQRR (Integrated High Quality Rectifier Regulator) BIFRED (Boost Integrated Flyback Rectifier Energy Storage DC-DC) converter fed BLDC (Brushless DC) motor drive. A reduced sensor topology is derived by utilizing a BIFRED converter to operate in a dual DCM (Discontinuous Conduction Mode) thus utilizing a voltage follower approach for the PFC (Power Factor Correction) and voltage control. A new approach for speed control is proposed using a single voltage sensor. The speed of the BLDC motor drive is controlled by varying the DC link voltage of the front end converter. Moreover, fundamental frequency switching of the VSI's (Voltage Source Inverter) switches is used for the electronic commutation of the BLDC motor which reduces the switching losses in the VSI. The proposed drive is designed for a wide range of speed control with an improved power quality at the AC mains which falls within the recommended limits imposed by international power quality standards such as IEC 61000-3-2.

• 전력전자학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.406-410
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• 2019

Three-level (3L) DC-DC converters are appropriate for high-input-voltage applications. Although the voltage stress of TL converter switches can be reduced to half of the input voltage, the primary side has a large circulating current, which degrades efficiency. In this study, a dual half-bridge cascaded TL converter is presented to reduce this circulating current and thus decrease the conduction loss of the primary circuit. Moreover, the proposed converter can reduce the voltage stress of rectifier diodes, thereby reducing their conduction loss. Therefore, efficiency can be improved by reducing the conduction loss of the primary circuit and rectifier diodes.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.21-23
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• 2007

In this paper a high efficiency bi-directional DC-DC converter for hybrid vehicles is proposed. The proposed converter a three-phase half-bridge interleaved ZVS converter, is designed to have high efficiency in the main operation range. The component ratings are calculated, the actual devices are selected, and the efficiency analysis has been performed to determine optimal ZVS range. The input and output current ripples are significantly reduced due to the interleaved operation. The dual loop control for the interleaved three-phase converter is also presented. To confirm the proposed convert ter, The simulation and experimental results are presented.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.45-46
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• 2014

This paper presents a three-phase high-power-density bidirectional DC-DC converter. The converter employs dual three-phase active bridges and a three-phase transformer. The presented converter is controlled by two symmetric PWM modules and phase between two symmetric PWM modules to control the power flow. Simulation is included to verify the presented converter.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.157-158
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• 2011

This paper deals with the minimization of switching loss of a dual full-bridge bidirectional DC-DC converter for supercapacitor. In case of charging mode the switching loss can be minimized with proper switching pattern, and the switching loss in discharging mode can be minimized with soft switching. Simulation results show that the switching loss is reduced considerably.