• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.26 no.2
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• pp.112-119
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• 2021

This study proposes a design method of high-power-density and high-efficiency low-voltage DC-DC converters using SiC MOSFET and the optimized planar transformer design procedure based on the figure-of-merit. The secondary rectifying circuit of the phase-shifted full-bridge converter is compared to achieve high power density and high efficiency, and the phase-shifted full bridge converter with a current-doubler rectifier is selected. The planar transformer is designed by the proposed optimized design procedure and verified by FEA simulation. To validate the proposed design method, experimental results from a 3 kW prototype are provided. The prototype achieved 95.28% maximum efficiency and a power density of 2.98 kW/L.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.20 no.2
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• pp.16-23
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• 2006

This paper presents a novel single-stage high frequency resonant inverter link type DC-DC converter using zero voltage switching with high power-factor. The proposed topology is integrated half-bridge boost rectifier as power factor corrector(PFC) and half-bridge high frequency resonant converter into a single-stage. The input stage of the half-bridge boost rectifier works in discontinuous conduction mode(DCM) with constant duty cycle and variable switching frequency. So that a boost converter makes the line current follow naturally the sinusoidal line voltage waveform. Simulation results have demonstrated the feasibility of the proposed high frequency resonant converter. Characteristics values based on characteristics analysis through circuit analysis is given as basis data in design procedure. Also, experimental results are presented to verify theoretical discussion. This proposed inverter will be able to be practically used as a power supply in various fields as induction heating applications, fluorescent lamp and DC-DC converter etc.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.24 no.9
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• pp.883-891
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• 2013

In wireless smart phone charging scenario, the transmitter pad is larger than the size of the receiver pad. Thus, it is important to supply a constant power to the receiver regardless of its location. In this paper, we propose a new method to regulate the receiver's power by adjusting a drain bias of class E power amplifier. The proposed LF-band wireless power transfer system is as follows: a buck converter power supply which is controlled by a pulse width modulation(PWM) IC TL494, a class E amplifier using a low cost IRF510 power MOSFET, a transmitter coil whose dimension is $16cm{\times}18cm$, a receiver coil whose dimension is $6cm{\times}8cm$, and a full bridge rectifier using Schottky diodes. A measured performance show a maximum output power of 4 W and system efficiency of 67 % if we fix the bias voltage. If we adjust the bias voltage, the received power can be maintained at a constant power of 2 W regardless of receiver pad location.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.213-215
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• 2018

본 논문에서는, 경부하 조건에서 저감된 스위칭 손실과 중부하 이상 조건에서 영전압 스위칭을 통해 높은 효율을 가지는 토템폴 브리지리스 역률보상회로를 제안한다. 토템폴 브리지리스 역률보상회로는 기존 브리지 다이오드를 포함한 역률보상회로의 단점인 도통패스 구간의 비교적 많은 소자 수를 통한 도통손실이 다소 큰 단점을 보완한 회로이다. 하지만, 토템폴 브리지리스 역률보상회로는 여전히 하드 스위칭을 통한 손실과 주 파워링 다이오드의 역회복 손실로 인한 단점을 지니고 있게 되며, 그로 인해 현재로써는 높은 효율과 안정적인 동작을 위해서는 부득이 GaN FET를 적용한 개발이 대부분이다. Full 부하 조건의 전류 용량을 고려하여 높은 전류 정격을 가지는 GaN FET를 주 스위치로 활용할 경우, 전류용량과 비례하여 기생 커패시턴스에 의한 손실이 커지기 때문에 경부하 조건에서 높은 효율을 확보하기가 다소 어렵다. 또한 구조상 물리적으로 여전히 하드 스위칭 동작을 할 수 밖에 없기 때문에 서버용 전원장치에서 요구하는 높은 효율을 달성하는데 한계를 지니며 높은 비용이 요구되는 단점을 지니게 된다. 이를 해결하기 위해, 제안하는 회로는 간단한 회로를 통해 경부하 조건에서 저감된 스위칭 손실과 중부하 이상 조건에서 소프트 스위칭을 만족하여 전체 부하 조건에서 기존의 GaN FET을 활용한 토템폴 구조 대비 높은 효율을 가지게 된다. 또한, 토템폴 구조임에도 불구하고 중부하 이상 영역에서 소프트 스위칭 동작을 통해 주 스위치를 비교적 저렴하고 신뢰성이 검증된 Si-MOSFET을 적용할 수 있다는 장점을 지닌다. 제안하는 회로의 효용성을 증명하기 위해, 하이라인 입력 전압과 750W 출력 조건에서 실험을 진행하였다.