• 전기학회논문지
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• 제66권11호
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• pp.1591-1599
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• 2017

In power electronics applications which switching frequency is below audible frequency, the acoustic noise and vibration design of magnetics are as important as the efficiency. In the case of the powder core, which is widely used in grid-connected inverters, many researches have been progressed in terms of efficiency. However, there are only few research have been progressed related with acoustic noise and vibrations. In this paper, the Sendust(Fe-Si-Al) powder core material which has low magnetostriction and low core loss is analyzed in terms of acoustic noise and vibration induced by Maxwell force and magnetostriction. Three building structures such as, rectangular, toroidal, and oval shape are designed for 4kW grid-connected inverter, because magnetic properties and the audible noises of the inductor are varied by magnetic core building structures. The effects of the Maxwell force and magnetostriction behaviors varied with core shapes are analyzed by finite element method and experiments. In addition, experiment results of the inductor efficiency are presented according to core building structures.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.470-476
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• 2000

본 논문은 소자 수준의 설계방법 보다아키텍쳐와 같은사위수준의 설계방법을 적용하여 IP(Intellectual Property)에 활용하기 적합한 저전력 마이크로콘트롤러 코어 설계를 다루었다. 스위칭 캐패시턴스를 줄이기 위하여 자주 사용되는 레지스터 전달 마이크로 오퍼레이션에 레지스터간의 직접적인 전달 구조를 적용하였다. 입력데이터의 상승예지 시간을 줄이기 위하여 분산 버퍼구조를 제안하였다. 또한 성능저하 없이 소비전력을 줄이기 위하여 파이프라인 구조에 적용된다. 본 논문에서는 CISC 명령어를 처리하기에 적합한 파이프라인이 설계되었다. 설계된마이크로콘트롤러는 전력소모를 20%정도 감소시켰다. 전력소모를 측정하기 위해서는 SYNOPSYS의 EPIC powermill과 현대 0.6um CMOS 파라메터를 적용하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.746-755
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• 2001

본 논문은 플라잉 커패시터 3-레벨 인버터 및 컨버터를 위한 스너버 회로를 제안하였다. 제안한 스너버회로는 Undeland 스너버를 기본 스너버로 사용하여 구성한 것으로서, 2-레벨 인버터에서 사용되어온 Undeland 스너버의 장점을 그대로 지니고 있다. 3-레벨 인버터 및 컨버터를 위해 제안한 스너버 회로와 기존의 RCD/RLD 스너버를 비교하면 1)사용소자의 수가 감소하며, 2) 낮은 과전압에 의한 스위칭 소자의 전압 스트레스가 감소하며, 3) 스너버 회로에서의 전력손실이 감소하여 전체 시스템에서의 효율이 개선된다. 본 논문에서는 제안한 스너버를 3-레벨 플라잉 커패시터 인버터에 적용하여 스너버 특성을 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석하였으며 실험을 통해 제안한 스너버의 효용성을 입증하였다. 제안한 플라잉 커패시터 3-레벨 인버터 및 컨버터를 위한 스너버 회로를 구성하는 방법은 멀티레벨 인버터 및 컨버터에도 그대로 적용 할 수 있다.

• 전력전자학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.393-400
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• 2012

The modularized equalizers normally use additional components among the modules in the long series-connected lithium-ion battery string. In these approaches, the overall systems are heavy, bulky, and high-priced. Furthermore, the losses related to additional components decrease the system efficiency. To avoid these problems, a modularized equalizer, which has no additional components among the modules, is required. This paper proposes a novel control scheme using the magnetizing energy of the multi-winding transformer for the module equalization. In this scheme, the high duty cycle is applied to the module where the voltage is higher than the reference voltage and the low duty cycle is applied to the module where the voltage is lower than the reference voltage. Due to the different duty cycle, more electric charges are transferred from high voltage module to the low voltage module during the turn-off switching interval. Using the proposed control scheme, the equalizer system does not suffer from the size, cost, and loss related to the modularization. The experimental results are provided to verify the effectiveness of the proposed modularized equalizer.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.55-55
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• 2009

Silicon Carbide (SiC) is a material with a wide bandgap (3.26eV), a high critical electric field (~2.3MV/cm), a and a high bulk electron mobility (${\sim}900cm^2/Vs$). These electronic properties allow high breakdown voltage, high frequency, and high temperature operation compared to Silicon devices. Although various SiC DMOSFET structures have been reported so far for optimizing performances. the effect of channel dimension on the switching performance of SiC DMOSFETs has not been extensively examined. In this paper, we report the effect of the interface states ($Q_s$) on the transient characteristics of SiC DMOSFETs. The key design parameters for SiC DMOSFETs have been optimized and a physics-based two-dimensional (2-D) mixed device and circuit simulator by Silvaco Inc. has been used to understand the relationship with the switching characteristics. To investigate transient characteristic of the device, mixed-mode simulation has been performed, where the solution of the basic transport equations for the 2-D device structures is directly embedded into the solution procedure for the circuit equations. The result is a low-loss transient characteristic at low $Q_s$. Based on the simulation results, the DMOSFETs exhibit the turn-on time of 10ns at short channel and 9ns at without the interface charges. By reducing $SiO_2/SiC$ interface charge, power losses and switching time also decreases, primarily due to the lowered channel mobilities. As high density interface states can result in increased carrier trapping, or recombination centers or scattering sites. Therefore, the quality of $SiO_2/SiC$ interfaces is important for both static and transient properties of SiC MOSFET devices.

• 전력전자학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.400-409
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• 2001

대용량 승압형 응용을 위한 새로운 위상천이 병렬입력/직렬출력 듀얼 컨버터가 제안된 바 있다. 제안된 컨버터는 종래의 펄스 폭 변조(PWM) 방식의 병렬입력/직렬출력 듀얼 컨버터에 비해 낮은 스위치 전압 스트레스를 보여 저 손실의 소자를 사용할 수 있으므로 높은 효율을 보인다. 또한, 출력 캐패시터의 실효(RMS) 전류 스트레스가 낮고 입력 전류와 출력 전압의 맥동이 작으며, 제어 입력에 대한 출력 전압의 동역학(dynamics)이 빠른 장점이 있다. 본 논문에서는 제안된 컨버터의 정상상태 동작을 심도 있게 분석하고 그 수학적 모델 및 정상상태 해를 제시하며, 제안된 컨버터의 특징을 종래의 PWM 방식의 컨버터와의 비교를 통해 정량적으로 분석한다. 또한, 제안된 회로의 동작, 특성 및 유효성을 검증하기 위해 800W급 24-350Vdc 사양의 시작품으로부터의 실험 결과를 제시한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.110-117
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• 2008

본 연구는 전력용 스위칭 소자로 널리 활용되고 있는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)소자로서 NPT(Non Punch Through) IGBT 구조에 기반 한 새로운 구조의 IGBT를 제안하였다. 제안된 구조는 기존 IGBT 구조의 P-베이스 영역 우측 부분에 N+를 도입함으로 N-드리프트 영역의 정공분포를 N+영역으로 밀집시켜 턴-오프 시 정공의 흐름을 개선, 기존 구조보다 더 빠른 턴-오프 시간과 더 낮은 순방향 전압강하를 갖는 구조이다. 또한 P+를 게이트 우측 하단에 형성함으로써 순방향 전압 강하 특성을 개선시키기 위해 도입한 캐리어 축적 층인 N+에 의해 발생하는 낮은 래치-업 특성과 낮은 항복 전압 특성을 개선시킨 구조이다. 시뮬레이션 결과 제한된 구조의 턴-오프와 순방향 전압강하는 기존 구조대비 각각 0.3us, 0.5V 향상된 특성을 보였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.260-268
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• 2020

본 논문에서는 스위칭 시 발생하는 턴-온 및 턴-오프 손실을 줄일 수 있는 LS-ZVS-LSTC를 이용한 D급 SEPP형 고주파 공진 인버터에 대해서 나타내고 있다. 본 논문에서 제안한 LS-ZVS-LSTC를 이용한 고주파 공진 회로의 해석은 무차원화 파라메타를 도입하여 범용성 있게 기술하였다. 또한 제안 인버터의 운전 특성은 무파원화 제어 주파수(μ), 무차원화 부하시정수(τ), 결합계수(κ) 등의 제어 파라메타를 이용하여 특성 평가를 수행하였다. 특성 평가를 통한 특성치를 토대로 1.8[kW] D급 SEPP형 LS-ZVS-LSTC 고주파 인버터 설계 기법의 일예를 제시하였으며, 이론 해석의 정당성은 실험을 통해 입증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.30-40
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• 2002

본 논문은 250w 메탈 할라이드 램프용 전자식 안정기의 개발에 관한 연구로써 안정기의 입력 역율은 PFC IC를 이용하여 개선하였고, 벅 Type의 DC-DC 컨버터를 회로에 삽입하여 인버터회로에서 램프의 정격전압만을 공급할 수 있도록 함으로써 인버터 스위칭소자의 스트레스를 줄이게 되었다. 인버터의 형태는 풀 브릿지로 하였고 램프 점등을 구형 저주파에 고주파 성분을 첨가하는 방식으로 음향공명현상을 제거하였다. 또한 LC 회로를 이용한 간단 한 점화기 회로를 개발하였다. 벅 컨버터의 출력 전압을 조절하여 램프의 전압이 가변되는 원리를 이용하여 조광 제어를 할 수 있으며 계절별 및 시간대별로 점등시간과 조도조절이 가능토록 하였다. 벅 컨버터 출력 전압의 조절과 무부하 보호 및 과전류 보호 기능은 마이크로프로세서의 프로그램을 개발하여 수행하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.73-76
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• 2017

실리콘카바이드 소자는 넓은 밴드갭을 갖는 물질로서 많은 주목을 받아왔다. 특히 4H-SiC 쇼트키 배리어 다이오드는 빠른 스위칭 속도와 낮은 순방향 전압강하의 특성으로 인해 널리 사용되고 있다. 그러나 쇼트키 배리어 다이오드의 낮은 신뢰성으로 인한 문제로 대안인 Super Barrier Rectifier(SBR)가 연구되었다. 본 논문은 4H-SiC trench-type accumulation super barrier rectifier(TASBR)를 분석하고 제안한다. 2D 시뮬레이션을 통해 본 구조는 심각한 역방향 저지전압의 감소와 누설전류의 증가가 없는 동시에 순방향 전압 강하는 21.06% 향상됨을 확인 할 수 있었다. 이러한 새로운 정류기 구조를 이용하면 전력손실이 적은 애플리케이션을 기대할 수 있다.