• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
• /
• pp.96-98
• /
• 2018

본 논문에서는 800V 배터리 전기자동차 LDC용 낮은 스위치 전압정격을 갖는 새로운 소프트 스위칭 하프브리지 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 입력이 직렬구조로써 입력전압의 절반으로 낮은 스위치의 전압정격을 갖기 때문에 600V의 Si-MOSFET를 사용할 수 있어 도통손실을 줄일 수 있으며 부분공진 동작으로 스위칭 손실 저감 효과를 갖고, 넓은 입력전압 및 부하영역에서 소프트 스위칭을 성취하여 높은 효율을 달성할 수 있으며 변압기의 직렬연결로 된 커패시터로 인해 자화 전류의 오프셋이 없다. 제안하는 소프트 스위칭 컨버터의 동작원리를 제시하고 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.294-297
• /
• 2018

This paper analyzes the losses of the switching device for a full bridge inverter connected to the grid. As the development of power conversion system, losses are dominant factors in judging the efficiency of a system. The losses of a switching device can be divided into switching loss and conduction loss, both of which can be estimated by analyzing periodic switching waveform. The switching loss is generated when the switch is turned on and off, while the conduction loss is generated when the switch is turned on. The estimated losses of the MOSFET switch are compared with the simulation results.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
• /
• pp.548-552
• /
• 2007

본 논문에서는 연료전지자동차의 저전압 배터리 충${\cdot}$방전을 위한 3상 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안한 3상 컨버터는 기존의 단상 컨버터에 비해 인터리빙 효과의 증대로 인한 입${\cdot}$출력 필터 사이즈 감소와 변압기의 이용률 증가로 인한 VA정격의 감소가 가능하며, 기존의 위상제어 방식의 3상 컨버터와 달리 입${\cdot}$출력전압이나 부하변동에 따른 무효 전류의 중가 문제가 없다. 또한 MOSFET 스위치를 사용하여 고전압 측에서는 비대칭 소프트 스위칭을 성취할 수 있고, 저전압 측에서는 동기정류 방식을 적용하여 도통손실을 감소시킬 수 있어 효율과 전력밀도를 더욱 향상 시킬 수 있다. 본 논문에서는 제안하는 3상 양방향 DC-DC 컨버터의 동작원리와 기존방식과의 비교분석을 수행하였으며 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 전력전자학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.21-25
• /
• 2009

전력반도체소자는 1947년 트랜지스터의 출현으로 반도체시대가 도래한 이후 사이리스터, MOSFET 및 IGBT 등으로 발전하였다. 개발당시에는 10A 정도의 전류처리 능력과 수백V 정도의 진압저지능력을 가지고 있었지만, 현재에는 정격전류로는 약 8,000A, 정격전압으로는 무려 12kV 급까지 발전되었다. 그러나 전력반도체 소자의 대부분은 실리콘을 윈료로 제작되고 있으며 현재 실리콘의 물성적 한계에 직면하여 고전압, 저손실 및 고속 스위칭화에 대한 새로운 도전이 시작되고 있다. SiC 전력용 반도체는 실리콘 반도체의 이론적 물성한계를 극복할 수 있는 소재로서 80년대 이후 각광받아 왔다. 하지만 대구경의 단결정 웨이퍼 및 저결함의 에피박막의 부재로 90년대 중반까지는 가능성 있는 재료로서만 연구되었다. 90년대 중반 단결정 웨이퍼가 상용화된 이후 단결정 웨이퍼의 대구경화 및 저결함화가 급속히 진전되어 전력용 반도체 소자의 개발도 활기를 띄게 되었다. 본 기고에서는 탄화규소 반도체소자의 기술동향에 대해 소개하고자 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제22권5호
• /
• pp.617-625
• /
• 1998

A passive energy recovery snubber for high-power-factor boost rectifier, in which the main switch is implemented with a MOSFET, is described in terms of the equivalent circuits that are operational during turn-on and turn-off sequences. These equivalent circuits are analyzed so that the overshoot voltage across the main switch, the snubber current, and the turn-off transition time can be predicted analytically. From these results, the normalized overshoot voltage is reduced to 1 as $_W2T_on$ varies from zero to $\pi$/2, and then it is fIxed at 1 for $_W2T_on$> $\pi$/2. The peak snubber inductor current is directly proportional to the input current. The turn-offtransition time wltoffvaries from 0 to 2.57, depending on $_W2T_on$. The main switch combined with proposed snubber can be turned on with zero current and turned off at limited voltage stress. The high-power-factor boost rectifier with proposed snubber is implemented, and the experimental results are presented to confirm the validity of proposed snubber.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
• /
• pp.933-934
• /
• 2006

본 논문에서는 새로운 양방향 ZVS PWM Sepic/Zeta 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 PWM 제어가능한 컨버터로서 입력과 출력전압의 극성이 같은 비반전 컨버터의 특징을 지니며 DC 전압의 전달함수가 양방향 모두 M=D/(1-D)로 동일하다. 또한 각방향으로 전력전달시 다이오드와 병렬로 연결된 MOSFET가 다이오드의 'ON'시 동시에 'ON'되어 Sychronous Rectifier로 동작하므로 도통손을 저감하였으며, Auxiliary Resonant Commutated Pole를 사용하여 저감된 스위칭 손실을 갖는 특성을 지니고 있다. 또한 Transformer 버전이 존재하므로 입력과 출력사잉에 전기적 절연을 필요로 하는 실제응용에 유용하게 사용할 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
• /
• pp.1037-1038
• /
• 2006

CFL(Compact Fluorescent Lamp)는 기존에 사용되던 백열 램프를 바로 대치할 수 있고, 백열 전구에 비하여 광 효율이 우수하다는 장점으로 인해서 사용처가 점점 증가되고 있는 추세이다. 하지만 등기구가 가지는 공간적인 제약으로 인해서 EMI 필터와 PFC 회로를 내장할 수 없으며, 램프에서 발생한 열이 직접적으로 안정기 회로에 영향을 주어 안정기 내부 온도가 매우 높게 상승한다는 점으로 인해서 다양한 기능을 갖는 전용 ballast control IC를 사용할 수 없었다. 이러한 이유로 인해서 toroidal core를 이용한 자려식(self-excited) 동작 방법이 주로 이용되어왔다. 이러한 자려식 발진 방법은 설계하기가 까다롭기 때문에 램프 점등 전에 램프 필라멘트를 예열한 이후에 점등을 하는 rapid start 방법을 구현하기 어려웠다. 본 논문은 fairchild 반도체에서 만든 CFL 전용 ballast IC가 가지는 특성에 대해서 다루었다. IC 내부에 안정기 동작을 제어하기 위한 제어 부분과 두 개의 MOSFET를 내장하고 있어 안정기 구성에 필요한 공간을 최소화할 수 있고, 부하 상태를 검출하여 항상 Active ZVS 동작을 하도록 하는 기능을 내장하고 있어서 스위칭 손실을 최소화할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
• /
• pp.260-261
• /
• 2017

본 논문에서는 결합 인덕터를 이용한 새로운 다단 듀얼 벅 인버터를 제안한다. 제안한 인버터는 기존 다단 듀얼 벅 인버터의 장점인 암단락 방지, MOSFET 이용, 고주파 동작, 스위칭 손실감소 등을 그대로 갖고 있고, 기존과 다른 점은 제한 인덕터들을 출력전류 극성에 따라 결합시켜서 총 2개의 코어로 구성된다. 이로 인해 셀 수가 많이 필요한 대용량 시스템에서 기존 인버터에 비해 제한 인덕터의 셀프 인덕턴스 양을 획기적으로 줄일 수 있고 결과적으로 총 자기소자 부피가 감소하게 된다. 따라서 전체 효율면에서 향상된다. 제안한 인버터의 성능 검증을 위해 2 셀 구조로 된 인버터를 구축하여 실험을 통해 성능을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
• /
• pp.96-97
• /
• 2017

본 논문은 Gallium Nitride-Field Effect Transistor(GaN-FET)를 적용한 고방열 및 고전력밀도 모듈형 벅 컨버터를 제안한다. Si-MOSFET를 적용한 벅 컨버터는 높은 스위칭 손실로 인해 고주파수 구동 및 자기소자 사이즈 저감에 한계가 존재하여 고전력밀도화가 어렵다. 반면, 제안된 방식은 스위칭 특성이 우수한 GaN-FET를 적용하여 고주파수 구동이 가능하며, 추가로 평면형 인덕터를 적용함으로써 자기소자의 부피 저감을 통해 컨버터의 고전력밀도화 및 모듈화가 가능하다. 특히, 방열 플레이트 및 케이스로 구성된 새로운 고방열 구조를 통해 방열효과를 극대화 시킬 수 있다. 제안된 모듈형 벅 컨버터의 타당성 검증을 위해 입력전압 48V, 출력전압 24V의 300W급 시작품 제작을 통한 실험결과를 제시한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
• /
• pp.229-230
• /
• 2017

본 논문은 단상 3레벨 PFC 컨버터에 적용하는 두 가지 모듈레이션 기법에 따른 시스템 효율 및 스위치 발열을 비교하고, 열해석 시뮬레이션을 통한 열 분포에 대한 결과를 기반으로 적절한 방열기법 모색을 위한 근거자료를 제시한다. 제안하는 모듈레이션 기법을 통해, 주 스위치인 SiC MOSFET의 도통손실을 저감하여 시스템 효율을 향상시키며, 스위치에 발생하는 열을 저감시킨다. 앤시스 열해석 시뮬레이션을 통해 이를 확인하고, 실험을 통해 검증한다. 정격부하(5kW)에 대해 약 $27^{\circ}C$의 스위치 온도저감이 이루어졌으며, 전 부하(0.5kW ~ 5kW)에 걸쳐 약 1%의 효율이 향상되었음을 실험을 통해 확인하였다.