• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.27-28
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• 2015

무선 전력 전송 방법은 자기장을 이용하는 인덕티브 커플링 방식과 자기 공진 방식, 그리고 전기장을 이용하는 커패시티브 커플링 방식으로 나눌 수 있다. 커패시티브 커플링 무선 전력 전송 방식은 인체에 대한 영향성이 없고, 전자기파 방해가 없다는 큰 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 커패시티브 커플링 무선 전력 전송에서 물리적으로 만들어진 커패시턴스를 크게 얻기 위하여 유리 유전체를 사용하고 동작 주파수를 매우 높게 하여 커패시턴스의 임피던스를 작게 보이도록 하게 하였다. 또한 좀 더 높은 입출력 전압비를 얻고, MOSFET의 스위칭 손실을 최소화 하기 위하여 커패시티브 커플링 무선 전력 전송에 적합한 MHz LLC 공진형 컨버터를 제안하였다. 제안한 컨버터는 모바일 기기 충전을 위한 4.2W 시스템을 구성하여 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.117-118
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• 2016

본 논문은 입력 전류 리플이 없고 낮은 스위치 전압 스트레스를 갖는 고승압 부스트-세픽 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 부스트 단의 보조회로에 의해 입력 전류 리플이 상당히 제거되었으며 세픽 단에 결합 인덕터를 적용하여 높은 전압 이득을 달성하였다. 또한 스위치 전압 스트레스는 클램핑 회로에 의해 감소되었으며 따라서 상대적으로 낮은 $R_{ds(on)}$ 갖는 MOSFET을 사용하여 컨버터의 효율이 개선되었다. 추가적으로 결합 인덕터의 누설 인덕터로 인하여 출력 다이오드의 역회복 손실이 완화되었다. 제안된 컨버터는 이론적 해석과 200[V]-200[W]하드웨어 시작품을 제작하여 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.263-264
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• 2019

본 논문에서는 대형수소전기화물차용으로써 CI(Coupled Inductor)를 적용한 7kW급 LDC(Low-Voltage DC-DC Converter)를 제안한다. ZVS(Zero Voltage Switching)를 통한 소프트 위칭을 위해 위상천이(Phase shift) 방식으로 제어하고 SiC MOSFET을 사용함으로써 높은 스위칭 주파수와 역회복전류의 손실 저감을 통해 효율을 증대시킨다. 아울러 변압기를 2개로 나누어 자기 소자에 가해지는 부담을 줄이는 동시에 병렬 회로 사이에 CI를 연결하여 각 자기 소자 간의 전력 균형을 유지한다. 제안한 회로에 대한 실험 결과를 발표한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.189-191
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• 2019

본 논문에서는 작은 필터인덕턴스를 갖는 새로운 소프트스위칭 3레벨 Flying Capacitor 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 보조 인덕터 La와 보조 커패시터 Ca로 인해 모든 스위치의 ZVS 턴 온을 성취하여 높은 효율을 달성할 수 있고, Flying capacitor로 인해 필터 인덕터에 걸리는 전압이 감소하며 스위치간의 위상차로 인해 동작주파수가 2배가 되어 필터 인덕턴스를 줄일 수 있다. 또한 3레벨 구조로써 800V~1000V의 고전압 응용에서 600V의 Si-MOSFET을 사용할 수 있어 도통손실을 줄일 수 있다. 제안하는 컨버터의 동작원리, 비교분석, 인터리빙 효과를 제시하고 시작품을 통해 본 논문의 타당성 및 성능을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.56-58
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• 2018

본 논문에서는 낮은 스위치 전압정격과 넓은 전압범위를 갖는 800V/14V LDC용 새로운 소프트 스위칭 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 입력이 직렬구조로써 입력전압의 절반으로 낮은 스위치의 전압정격을 갖기 때문에 600V의 Si-MOSFET를 사용할 수 있어 도통손실을 줄일 수 있으며 넓은 입력전압 및 부하영역에서 소프트 스위칭을 성취하여 높은 효율을 달성할 수 있고 변압기의 직렬연결로 된 커패시터로 인해 자화전류의 오프셋이 없다. 또한 2차 측의 DC 블로킹 커패시터에 인터리빙 방식을 적용하여 기존의 전류정격이 큰 문제를 해결하였다. 제안하는 소프트 스위칭 컨버터의 동작원리를 제시하고 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

• 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.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.65-72
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• 2000

본 논문은 스위칭 소자의 턴.온과 턴.오프시에 발생하는 스위칭 손실을 저감사키기 위해서 ZVS을 이용한 Push Pull형 고주파 DC-DC 컨버터를 제안하고 있다. 직류전원으로 부터 리플이 적은 정전류를 공급하기 위혜 직류리액터가 공진리액터와 접속되어 있어서 부하단락시도 안정된 동작을 할 수 있다는 잇점이 있다. 스위치 양단에 연결된 커패시터$(C_1, C_2)$는 공진요 커패시터와 ZVS용 커패시터로 동시에 사용된다. 제안한 고주파 공전 DC-DC 컨버터의 해석시 정규화 파라미터를 도입하여 범용성 있게 해석 하였으며, 설계시 기초자료가 되는 특성 평가를 하고 있다. 실제 MOSFET를 사용한 실험장치를 제작하여 설함치와 이론치를 비교.검토하여, 이론해석의 정당성을 입증하고 있다.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.356-362
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• 2005

본 논문에서는 외부 이그니터가 없는 간단한 고효율 안정기를 만들기 위해 커플 인덕터와 주파수가변. 동기 정류기를 이용한 하프 브리지 방식의 안정기를 제안한다. 램프 점등시 고압을 발생시키기 위해 벅 컨버터 내부의 LC 공진이 사용되었고, 정상상태의 리플을 줄이기 위해 커플 인덕터가 사용되었다. DC/DC컨버터로는 동기형 벅 컨버터가 사용되었다. 안정기의 효율을 높이기 위해 가변 주파수 방식을 제안하였다. 이 방식은 순환 전류와 정전력 동작 하에서 MOSFET 스위치의 턴 오프 손실을 감소 시켜 고정 주파수 방식에 비해 안정기 효율을 약 4$\%$ 향상 시킨다. 회로 구성은 PFC와 안정기 2단으로 구성된다 결과는 실험을 통하여 검증된다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권8호
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• pp.113-118
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• 2016

본 논문에서는 30 Hz의 프레임률로 동작하는 적외선 영상 투사기 (IR scene projector, IRSP)에서 투사되는 적외선 영상의 유효온도 감소를 최소화하기 위해 sub-frame 제어 기법을 적용한 IRSP용 신호입력회로 (read-in integrated circuit, RIIC)를 제안한다. 제안하는 sub-frame 제어 기법은 단위 프레임을 8개의 sub-frame으로 나누어 동일한 영상 데이터를 8회 refresh함으로써 픽셀 내 커패시터에 sampling된 영상 데이터가 유지 기간 동안 MOSFET 스위치를 통한 누설 전류로 인해 손실되는 정도를 감소시킨다. Emitter에서 투사되는 적외선 영상의 높은 유효온도를 위해 전류 구동형 RIIC를 설계하였으며, 외부의 DAC로부터 아날로그 전압 형태의 영상 데이터를 전송 받는다. 시제품 $64{\times}32$ RIIC array 칩은 매그나칩/SK하이닉스 $0.35{\mu}m$ 2-poly 4-metal CMOS 공정으로 제작되었으며, 출력 가능한 최대 데이터 전류는 $230.3{\mu}A$이다. 이를 $15k{\Omega}$의 저항 값을 갖는 시제품 emitter 소자에 인가할 시 mid-wavelength IR (MWIR) 대역을 기준으로 최대 $366.2^{\circ}C$의 유효온도를 갖는 적외선 영상의 투사가 가능하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.1087-1093
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• 2012

본 논문에서는 ASK(Amplitude Shift Keying) 송신기, 한 쌍의 루프 안테나 및 ASK 수신기로 구성되는 HF-대역 자기장 통신 시스템을 구현하였다. 특히, E급 증폭기를 사용하는 ASK 송신기의 데이터 변조 방법으로 Drain 바이어스 전압을 입력 데이터에 따라 두 가지 레벨로 가변하여 공급하는 바이어스 스위칭 회로를 새롭게 제안하였다. E급 증폭기는 저가의 IRF510 power MOSFET를 이용하여 6.78 MHz에서 최대 5 W 출력과 동작 바이어스 전체에서 75 % 이상의 효율이 측정되었다. ASK 수신기는 Log 증폭기, 필터 및 비교기로 구현하여 -78 dBm의 수신 감도를 구현하였다. 자기장 통신 시스템의 최대 통신 거리를 예측하기 위하여 근역장과 원역장에서의 자기 장 유도식을 활용하여 전송 손실을 계산하는 방법을 고안하였다. 또한, $30{\times}30cm^2$ 크기의 사각형 루프 안테나쌍 을 이용한 실내 전송 실험을 수행하여 제시한 방법의 타당성을 확인하였다. 전송 손실 추정 결과, 1 W 출력과 -70 dBm 수신 감도를 가질 경우 최대 35 m의 수신거리가 계산되었다. 최종적으로 설계된 ASK 송신부와 ASK 수신부를 루프 안테나 쌍에 연결하여 5 m 거리에서 통신이 이루어짐을 확인하였다.