• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.11a
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• pp.24-25
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• 2011

본 논문은 LLC 공진형 컨버터의 효율 특성 검토에 관한 연구이다. 고효율을 구현하기 위하여 제안된 동기정류기형 LLC 하프브리지 공진형 컨버터를 채택하였으며 출력측 회로에 다이오드 대신 능동 스위칭 소자(MOSFET)를 사용하였다. 본 논문에서는 고효율 컨버터를 구현함에 있어 몇가지 경우의 입력 및 출력 조건에서 고효율을 갖는 스위칭 소자를 선정하였고 실제 스위칭 소자의 특성을 반영한 시뮬레이션을 통해 LLC 하프브리지 공진형 컨버터의 효율 특성을 검토하고 개선효과도 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.17-18
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• 2011

최근 소형화 및 고효율화를 목적으로 한 전력변환기 개발이 활발히 이루어지고 있고 이에 별도의 공진을 위한 리액터를 추가할 필요 없이 효율 및 고정 출력전압을 이룰 수 있는 LLC 공진형 컨버터에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 이유로 본 논문에서는 LLC 공진형 타입의 DC/DC 컨버터를 채택하여, 자기회로 분할 방식의 변합기 구조를 통해 출력측에서의 균등한 부하분담이 가능한 10kW급 자기회로 분할구조를 갖는 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 제안하였고, 실험을 통해 타당성을 입증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.297-298
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• 2013

본 논문에서는 LLC 공진형 컨버터의 트랜스포머를 Cantilever 모델로 등가화하여 공진 네트워크를 설계하기 위한 과정을 제시한다. 트랜스포머의 결합계수를 고려하여 누설 인덕턴스와 자화인덕턴스의 크기를 계산한다. 그 결과로 얻어진 파라미터를 이용하여 기본파 분석 (First Harmonic Approximation, FHA)을 통해 LLC 공진형 컨버터의 전압 이득관계를 분석한다. 제시한 설계방법을 적용하여 500W급 LLC 공진형 컨버터를 제작 구현함으로써 설계과정의 타당성을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.195-196
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• 2016

MHz 이상의 높은 공진 주파수를 가지는 LLC 공진형 컨버터는 공진 소자의 크기가 줄어 높은 전력 밀도를 구현 가능하다. 하지만 2차측 누설 인덕턴스가 공진에 크게 영향을 미쳐 기존의 디자인 방법에 오차가 커지고 이는 효율 감소로 이어진다. 본 논문은 이를 극복하기 위해 2차측 누설 인덕턴스를 고려한 컨버터 모델을 제시하고 이의 전압 이득을 분석한다. 제안하는 모델을 사용하여 높은 효율을 위한 변압기의 자화 인덕턴스, 턴 비를 제시하고, 안정적인 컨버터 동작을 위해 2차측 다이오드 디자인 방법을 제안한다. 모든 제안하는 분석 및 디자인 방법은 1 MHz 스위칭 주파수를 가지는 240 W LLC 공진형 컨버터를 통해 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.260-262
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• 2019

본 논문은 철도 차량용 보조전원 장치의 부피 저감을 위하여 펄스 폭 제어가 포함된 공진형 LLC 컨버터를 제안한다. 철도 차량용 보조전원 장치는 가선에 연결되어 객차의 각종 전원을 공급하는 장치로써 객실 내의 전원과 절연이 필수적이다. 따라서 고효율의 절연형 DC/DC 컨버터인 LLC 컨버터가 적용되어 있으나, 가선의 큰 입력전압 변동에 대응하기 위해 스위칭 주파수의 변조 폭이 넓어질 뿐 아니라 제어 난도가 증가하는 단점을 가진다. 이러한 LLC 컨버터의 단점을 보완하기 위해 Boost+LLC 또는 Buck+LLC 컨버터의 두 단계의 전력변환을 통해 Boost 또는 Buck 컨버터가 LLC 컨버터의 입력전압을 제어하며, LLC 컨버터는 항상 공진 주파수에서 동작하도록 제어하는 시스템이 주로 사용된다. 본 논문은 3레벨 LLC 컨버터에 펄스 폭 변조를 적용하여 입력전압 제어를 달성하며, 이를 통해 기존의 시스템보다 부피 저감을 달성하는 방안을 제안한다. 제안된 방법은 전력변환 모의해석 프로그램인 PSIM 및 Matlab을 통해 검증되었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.11a
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• pp.211-212
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• 2018

스위칭 주파수의 대역 확산 기법(Spread Spectrum Technique; SST)은 전력 변환 장치에서 스위칭 시 발생하는 전자 방해 잡음(Electromagnetic Interference; EMI)을 추가 소자 없이 저감할 수 있는 기술이다. 하지만 공진형 컨버터의 경우 공진 네트워크의 전압 이득이 스위칭 주파수에 의해 결정되므로 SST를 적용하게 되면 출력 전압 리플이 크게 증가하게 된다. 본 논문에서는 전류원 LLC 공진형 컨버터에 SST를 적용하여 EMI를 줄이는 동시에 출력 전압 리플을 현저히 줄일 수 있는 공진 네트워크 디자인 방법을 제시하고자 한다. 제안하는 전류원 LLC 공진형 컨버터는 200 W의 시작품을 통해 성능을 검증하고자 한다.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.17 no.1
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• pp.129-137
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• 2017

In this paper, we propose a digital controller design methodology for an LLC resonant converter which has been widely used due to the advantages of low switching loss and high efficiency. We establish a mathematical model of an LLC resonant converter using the extended describing function concept and propose a controller design method based on the Ziegler Nichols control parameter tuning criteria. The voltage controller of an LLC resonant converter is designed based on the derived small signal model and the performance of the controller is verified by MATLAB simulations. The validity and the control performance of the designed voltage controller for the LLC resonant converter is analyzed through some simulations for the case of load variations and circuit modeling errors.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.890-891
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• 2008

본 논문에서는 37인치 LCD TV의 패널 전원 공급용 회로로 사용되는 120W급 LLC 공진형 컨버터의 정상 상태 해석을 하였다. 특히, 종래와 달리 TV의 소비 전력 절감을 위해 넓은 범위로 동작하는 램프의 PWM Dimming 기능 동작시의 넓은 동작 영역에서의 공진형 컨버터의 정상 상태 해석을 하였다. TV SET의 동작 중 발생할 수 있는 공진형 컨버터 회로의 전단 회로인 Power Factor Correction 회로의 전압 변동과 또한 넓은 범위로 동작하는 램프의 PWM Dimming 기능 동작시의 부하 변동을 고려하여 LLC 공진형 컨버터의 정상 상태 해석을 하였다. 넓은 범위의 입출력 조건에서도 안정적으로 동작하는 컨버터 회로에 대한 이론적 분석과 실험을 통해 적용된 회로의 신뢰성과 우수성을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.84-85
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• 2017

본 논문은 LLC 공진형 컨버터의 고전력밀도를 위한 IM(Integrated Magnetics)을 제안한다. 일반적으로 컨버터의 전력밀도는 사용되는 변압기, 인덕터와 같은 자기소자에 의해 결정되므로, 평판형 자기소자(Planar Magnetics)는 고 전력밀도화에 매우 적합하다. 하지만 LLC 공진형 컨버터에 평판형 자기소자를 적용할 경우 높은 자기 결합도에 의해 공진을 위한 충분한 누설 인덕턴스를 얻을 수 없다. 따라서 공진동작을 위한 추가적인 인덕터의 사용이 필수적이며, 전력밀도는 감소하게 된다. 반면, 제안방식은 자기소자 내부에 형성되는 두 개의 자화 인덕터를 공진 인덕터로 사용하기 때문에 공진동작에 필요한 누설 인덕터가 필요하지 않다. 또한, 이러한 두 개의 자화 인덕터는 하나의 자기소자에 집적화 할 수 있으므로 고 전력밀도에 유리한 구조를 갖는다. 더불어, 공진동작에 필요한 모든 파마리터가 설계자의 의도대로 설계가능하기 때문에 컨버터 최적설계가 매우 유리하다. 제안방식의 타당성을 확인하기 위하여 자기소자 모델을 통한 효율분석 및 350W-800kHz 시작품에 대한 실험결과를 제시한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.06a
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• pp.475-477
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• 2008

LLC 공진형 컨버터는 주스위치의 ZVS와 출력정류단의 ZCS가 가능하여 높은 효율로 동작하고, 출력단에 인덕터를 사용하지 않는 장점으로 널리 사용되고 있다. LLC 공진형 컨버터의 출력단 구조는 크게 변압기의 센터탭(Center Tap) 방식과 출력정류기를 Full Bridge로 구성하는 방식이 있는데, 정류기 손실과 재료비 측면을 고려하면 센터탭 방식이 유리하다. 그러나 센터탭으로 분리된 2차측 권선간의 누설 인덕턴스 차이로 인하여 컨버터 동작의 반주기 마다 공진이 어긋날 수 있고, 출력정류단에 흐르는 전류의 RMS 크기도 매 반주기마다 달라져서 동작효율의 감소를 가져올 수 있다. 따라서 본 논문에서는 LLC 공진형 컨버터의 수학적 모델로부터 2차측 권선의 누설 인덕턴스 차이의 영향을 예측하고, 그 영향을 최소화할 수 있는 권선법을 제안한다. 또한 400W급 컨버터에서 실험을 통하여 제안한 방식을 실증하고자 한다.