• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.377-378
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• 2012

DC-DC 컨버터를 인터리브 방식으로 제어하면 출력 전류 리플이 저감되고, 출력 필터 커패시터의 용량을 줄일 수 있다. 하지만 공진(Resonance)을 통해 전력을 전달하는 LLC 공진형 컨버터의 경우 회로를 구성하는 공진 인덕터 및 공진 커패시터의 오차(Tolerance)로 인해 출력 전류 리플의 언밸런스가 심화될 수 있다. 따라서 이를 개선할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 Y결선 정류기를 이용한 3상 인터리브드 LLC 공진형 컨버터의 출력 전류 리플 밸런싱 방법을 제안한다. 제안된 방법은 3상 인터리브드 LLC 공진형 컨버터와 각 LLC 공진형 컨버터 앞단의 Bridgeless PFC가 독립적으로 추가되어 회로가 구성된다. 3상 인터리브드 LLC 공진형 컨버터는 분할된 위상으로 비독립적으로 제어하며 출력 전류 리플의 언밸런스를 Bridgeless PFC의 출력 전압을 가변함으로써 개선할 수 있는 방법을 제안하고 이를 시뮬레이션(PSIM)을 통해 제안된 밸런싱 방법을 검증하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.97-104
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• 2017

In the present industrial field, the demand for the development of the solar power source device and the charging device for the solar cell is gradually increasing. The solar charger is largely divided into a DC-DC converter that converts the voltage generated from the sunlight to a charging voltage, and a battery and a charger that are charged with an actual battery. The conventional charger topology is used either as a Buck converter or a Boost converter alone, which has the disadvantage that the battery can not always be charged to the desired maximum power as input and output conditions change. Although studies using a topology capable of boosting and stepping have been carried out, Buck-Boost converters or Sepic converters with relatively low efficiency have been used. In this paper, we propose a new Buck Boost combination power converter topology structure that can use Buck converter and Boost converter at the same time to improve inductor current ripple and power converter efficiency caused by wide voltage control range like solar charger.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1006-1011
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• 2018

본 논문은 멀티비트 플라잉 커패시터의 전압제어를 이용한 3-레벨 벅 변환기를 제안한다. 기존의 3-레벨 벅 변환기는 플라잉 커패시터 전압을 제어하지 못하여 동작이 불안정하거나 플라잉 커패시터 전압을 제어하는 회로가 PWM방식에 적용되지 못하는 문제가 있었다. 또한 부하전류에 증가할 때 인덕터 전압에 오차가 발생하였다. 본 논문에서 제안하는 구조는 입력이 4개인 차동증폭기와 공통모드 피드백 회로를 이용하여 PWM모드에서 플라잉 커패시터 전압을 제어할 수 있다. 또한 3비트 플라잉 커패시터 전압 제어회로를 제안하여 부하전류에 따른 3-레벨 벅 변환기의 동작을 최적화할 수 있으며 슈미트 트리거 회로를 이용한 삼각파 생성 회로를 제안하였다. 제안하는 3-레벨 벅 변환기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계되었으며 2.7~3.6V의 공급 전압 범위와 0.7V~2.4V의 출력 전압 범위를 갖는다. 동작 주파수는 2MHz, 부하전류 범위는 30mA~500mA이며 출력 전압 리플은 최대 32.5mV로 측정되었다. 측정 결과 130mA의 부하전류에서 약 85%의 최대 전력변환 효율을 보인다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.136-144
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• 2010

본 논문에서는 2개의 액티브 클램프 포워드 컨버터로 구성된 투 스위치 인터리브 액티브 클램프 포워드 컨버터를 제안하고자 한다. 제안된 컨버터는 단지 2개의 스위치만을 필요로 하며, 각 스위치는 상호 보조스위치로서 동작하기 때문에 회로의 구성이 간단하고 저비용의 용이한 제어를 특징으로 한다. 아울러 부가적인 공진 인덕터로 인하여 데드타임 동안에 영전압 스위칭 동작이 가능하다. 제안된 컨버터는 인터리브 동작으로 인하여 출력 전압 및 전류 리플이 저감되므로 출력 필터의 크기를 줄일 수 있으며, 그로인하여 컨버터의 부피를 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 제안된 투 스위치 인터리브 액티브 클램프 포워드 컨버터의 모드별 해석과 특성을 논의하였으며, 160[W]급 시작품을 제작하여 그 타당성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.504-510
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• 2017

본 논문은 소형 가전기기를 위한 AC DC 파워모듈 설계를 제시하고 효율과 신뢰성 및 안정성 특성을 나타낸다. 제안하는 파워모듈은 PCB 테스트보드에서 PWM 제어 IC 칩, 파워모스 소자, 트랜스포머, 각종 수동소자 (저항, 커패시터, 인덕터)를 사용하여 제작하였다. 본 논문에서 제시한 AC DC 파워모듈 회로 시뮬레이션 결과를 토대로 측정한 실험에서 입력전압은 상용전원 전압 220 V (RMS), 주파수 60 HZ의 교류전압(VAC : Voltage alternating current)을 사용 하였으며, 출력전압, OCP (over current protection), EMI(electromagnetic interference), PWM 신호 펄스, 효율 측정, 패키징 여부에 따른 발열측정 등을 실시하였다. 또한 파워모듈의 온도에 따른 특성변화와 트랜스포머 기준으로 1차측의 회로와 2차측 회로의 절연상태 확인을 하기 위한 내전압 테스트 등의 신뢰성테스트를 실시하였다. 효율 및 신뢰성 측정결과, AC DC 파워 모듈이 5 V의 출력전압, 200 mV의 리플, 약 73 %의 효율, 온도 약 $80^{\circ}C$ 까지 안정적으로 동작함을 확인하였으며, 4.2 kV의 크기로 60초 동안 견디는 내압 성능을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권4호
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• pp.864-870
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• 2017

본 논문은 넓은 부하 전류를 요구하는 휴대 기기에서 사용될 목적으로 주파수 전압 변환을 이용하여 모드 제어 가능한 듀얼 모드 벅 변환기를 설명한다. 기존의 히스테스테릭 벅 변환기의 문제인 저 부하에서의 PLL 보상 및 효율 저하를 제안하는 듀얼 벅 변환기의 개선된 PFM 모드를 통해 해결한다. 또한 기존의 듀얼 모드 벅 변환기의 주요 회로인 모드 제어기에서의 부하 변화 감지의 어려움과 느린 모드 전환 속도를 제안하는 모드 제어기로 개선 시킨다. 제안하는 모드 제어기는 최소 1.5us의 모드 전환 시간을 가진다. 제안하는 DC-DC 벅 변환기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정에서 설계하였으며 칩 면적은 $1.38mm{\times}1.37mm$이다. 기생 소자를 포함한 인덕터와 커패시터를 고려한 후 모의실험 결과는 1~500mA의 부하 전류 범위에서 입력 전압을 2.7~3.3V를 가지며 PFM 모드는 65mV이내, 히스테리틱 모드에서는 고정된 스위칭 주파수 상태에서 16mV의 출력 리플 전압을 가지는 1.2V의 출력 전압을 생성한다. 제안하는 듀얼 모드 벅 변환기의 최대 효율은 80mA에서 95%를 나타내며 해당 전체 부하 범위에서 85% 이상의 효율을 지닌다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.224-236
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• 2002

PWM기법의 성능을 비교하고 있다. 랜덤 펄스 위치 PWM기법은 2상 또는 3상 펄스들을 변조 구간내의 임의의 위치에 랜덤하게 배치하고 인버터 스위칭에 의하여 고조파의 스펙트럼을 광역화하는 RPWM기법이다. 시뮬레이션과 실험에 의하여 인버터 출력 전압의 고조파 스펙트럼과 맥동 전류 파형 그리고 모터의 가청 스위칭 소음의 저감 효과를 비교 검토하였다. 스위칭 손실 및 연산시간 그리고 구현의 용이성에서 3상 RPWM보다는 2상 RPWM이 양호하며, 고조파의 광대역화 측면에서는 3상 RPWM이 보다 좋은 성능을 지니고 있음을 알 수 있었다. 또한 가청 스위칭 소음저감은 2상 RPWM과 3상 RPWM이 거의 유사한 성능을 갖고 있음이 확인되었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.82-91
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• 2017

This paper is a study on the bi-directional DC-DC converter, one of the key elements of 48V-12V dual systems in mild hybrid electric vehicles. Mild hybrid electric vehicles require a bi-directional DC-DC converter that can efficiently transmit power in two directions between a 48V battery and a 12V battery. To develop a bi-directional DC-DC converter with better price competitiveness, upgraded fuel economy, excellent performance and smaller size, this study designed, produced and presented a circuit that improved on the existing one. In the proposed 8-phase bi-directional DC-DC converter, the size of the passive element was reduced through the 8-phase interleaved topology, whereas downscaling had previously posed a difficulty. This study also designed and produced a 2.5kW class prototype. Based on the proposed 8-phase interleaved topology, a size of 227.5 (W) * 172 (L) * 64.35 (H) was achieved. In the boost mode operation and buck operation modes, the maximum efficiency was recorded at 94.04 % and 95.78 %, respectively.

• 전자공학회논문지
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• 제53권10호
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• pp.40-47
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• 2016

본 논문에서는 휴대기기에 적합한 모드 전환 제어 가능한 듀얼 모드 벅 변환기를 제안한다. 기존의 모드 제어 회로는 부하의 변동이 급격하거나 천천히 변동하거나 둘 중 하나의 조건에서만 모드 전환이 이루어지는 문제점을 슬로우 클럭을 이용한 모드 제어 회로 기법으로 해결하였다. 그리고 PFM(Pulse Frequency Modulation) 모드에서 PWM(Pulse Width Modulation) 벅 변환기로 전환할 때에도 카운터를 사용하여 고부하를 감지할 수 있도록 하였으며 3비트의 디지털 신호로 20mA~90mA내에서 모드 전환 시점을 선택할 수 있도록 설계하였다. 이 회로는 BCDMOS 0.18um 2-poly 3-metal 공정으로 제작되었으며, 측정 결과 입력전압 3.7V, 출력전압 1.2V 부하 전류 10uA~500mA 범위에서 32mV 이하의 출력 전압 리플을 가지며 86%의 최대 전력 변환 효율을 나타내었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.45-53
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• 2013

Fuel cell power system is one of the most promising energy source for the alternative energy because it has unique advantages such as high energy density, no power drop during operation, and feasible to make compact size. However, due to very low response time, fuel cell is difficult to correspond to drastic load changes and start-up operation. For solving these problem, fuel cell power system must include energy storage device such as Li-Poly battery or super capacitor. Therefore, bi-directional DC-DC converter must be required for this storage device and fuel cell-PCS control. This paper presents a design and modeling of the bi-directional DC/DC converter. Firstly, we present modeling the boost and buck mode of the bi-directional converter through both PWM switch model and state space averaging technique. Secondly, in order to minimize output ripple and transient response overshoot, we have two identical DC-DC converters interleaved and adopt two-loop voltage-current controller. The proposed bi-directional DC-DC converter's modeling method and control design have been verified with computer simulation and experimentation.