• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.348-349
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• 2019

본 논문은 전기자동차용 8.1kW/L의 높은 전력밀도를 갖는 저전압 DC-DC 컨버터(Low-voltage DC-DC converter, LDC)의 설계 방법을 제안한다. 넓은 전압범위에서 높은 전력밀도를 성취하기 위해 위상천이 풀-브릿지(Phase Shift Full-Bridge, PSFB) 컨버터의 2차측 토폴로지 후보군의 비교를 통해 전류-더블러 토폴로지로 토폴로지가 선정되었다. 또한 자속 상쇄 기법이 적용된 매트릭스 변압기를 적용한 PSFB 컨버터와 냉각기의 구조설계를 통해 8.1kW/L의 전력밀도를 달성하였으며 1.8kW 시작품을 제작하여 성능을 검증하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.10
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• pp.600-608
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• 2016

This paper proposes a new high-efficient interleaved phase-shift full-bridge (PSFB) converter for low-voltage and high-current power systems. The proposed converter is composed of three switch-bridges and two transformers in the primary side and two rectifiers in the secondary side. Each transformer handles half of the total power with an interleaved operation, so that the proposed converter has high system reliability, as much as the conventional interleaved PSFB converter. The soft-switching characteristics of the proposed converter are better than those of the conventional converter due to the modulated primary side configuration. The proposed converter represents a single lagging-leg bridge, which has a poor soft switching condition in its operation, while the conventional converter has two lagging-leg bridges in its operation. Therefore, the number of switches having hard-switching conditions is reduced by half in the proposed converter. In addition, the reduced switch counts in the primary side of the proposed converter helps decrease the complexity of the proposed converter compared to that of the conventional converter. The operational principle and analysis are presented in this paper and the characteristics are verified using a PSIM simulation with 3kW server power specification.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.335-336
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• 2012

본 논문에서는 출력 인덕터 전류의 리플을 저감할 수 있는 새로운 방식의 위상천이 풀 브리지 컨버터를 제안한다. 제안된 회로는 2개의 풀 브리지 인버터가 연결된 구조로 되어 있으며 하나의 풀 브리지 인버터가 고정 위상($0^{\circ}$)으로 동작할 때, 다른 풀 브리지 인버터의 위상을 조절하여 출력 전압을 제어하는 방식이다. 정상 동작 시, 제안회로는 기존 위상천이 풀 브리지 컨버터에 비해 출력 인덕터 전류 리플이 매우 작고, 2차 측 정류기의 공진 전압도 작아져 출력 LC 필터의 소형화 및 고효율화가 가능하여 대전류 사양에 매우 적합한 장점을 갖는다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적인 특성을 분석하고, 450W 전원장치를 시작품으로 제작하여 그 우수성을 확인하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.3 no.3
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• pp.231-239
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• 1998

This paper presents the dynamic analysis and control loop design of a zero voltage switching full bridge (ZVS-FB) PWM DC/DC converter. The small-signal model is derived incorporating the effects of phase shift control and the utilization of transformer leakage inductance and power FET junction capacitance to achieve zero voltage resonant switching. These effects are modeled by introducing additional feedforward and feedback terms for duty cycle modulation. Based on the results of the small-signal analysis, the control loop is designed using a simple two-pole one-zero compensation circuit. To show the validity of the design procedures, the small signal analysis of the closed loop system is carried out and the potential of the zero voltage switching and the superiority of the dynamic characteristics are verified through the experiment with a 2 kW prototype converter.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.18 no.3
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• pp.135-141
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• 2004

A sterilizer equipment by using electrical energy has metrits that no process of chemical and no second environmental pollution, Also, the power conversion circuit for sterilizer equipment has mertis that are reducing switching loss for soft switching topology by using zero current and zero voltage switching, and miniaturizing size of equipment. The proposed power device which has lower output current than other devices is possible to be compacted in it's size reduced it's price if the proposed power device is used for power system. Therefore, it is adapted for both less power consumption and sudden power conversion

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.165-166
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• 2013

기존의 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터의 경우 변압기의 누설 인덕턴스와 정류 스위치의 기생 출력 캐패시턴스 사이의 공진으로 인하여 정류 스위치에 스파이크 전압이 발생하며, 이는 시스템의 전력 변환 효율을 감소시킨다. 최근에 보조 DC/DC 컨버터를 사용하여 클램핑 캐패시터에서 흡수된 에너지를 부하로 회기시키는 방법이 연구되고 있으나, 보조 DC/DC 컨버터를 설계하기 위한 정확한 분석은 제시되지 않았다. 따라서, 본 논문에서는 2차 측 정류기의 공진 전압을 저감할 수 있는 비동기식 능동형 스너버 회로의 설계방법을 제안한다. 또한, 초기 기동 시에 발생되는 큰 공진에너지를 히스테리시스 회로를 이용하여 저항을 통해 소모시킴으로써 보조 DC/DC 컨버터의 자성소자를 최소화할 수 있다. 본 논문에서는 제안된 방식의 타당성을 검증하기 위하여 이론적으로 분석하며, 450W급 시작품을 제작하여 제안방식의 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.11a
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• pp.168-169
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• 2019

본 논문은 친환경자동차용 저전압 DC-DC 컨버터(Low-voltage DC-DC converter, LDC)의 고전력밀도 달성을 위한 스위칭 주파수 선정 및 구조 설계 방법을 소개한다. 위상천이 풀-브릿지(Phase-Shift Full-Bridge, PSFB) 컨버터의 손실 분석을 통해 스위칭 주파수 700kHz 선정하였으며, 냉각수 온도 65℃, 분당 8리터의 유량 기준으로 소자 온도가 110℃ 이내로 관리 되도록 고려하여 구조 설계를 수행했다. 온도 조건을 만족하면서 8kW/L의 높은 전력밀도를 달성하였으며 입력전압 200V-310V, 출력전압 12.8V-15.1V의 전압 범위를 만족하는 1.8kW 최종 시작품을 제작하여 실험으로 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.183-184
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• 2012

본 논문에서는 출력 인덕터 리플과 2차 측 정류기의 공진 전압을 저감할 수 있는 다중 위상천이 풀 브리지 컨버터를 제안한다. 제안된 회로는 총 8개의 스위치가 사용되며, 각 4개의 스위치가 하나의 위상천이 풀 브리지 인버터 부를 구성하는 구조이다. 기존 위상천이 풀 브리지 컨버터의 경우, 진상레그와 지상레그의 위상차이를 조절하여 출력전압을 제어하는데 반해, 제안된 회로는 진상레그와 지상레그의 위상차이 뿐만 아니라 각 풀 브리지 인버터 부의 위상차이를 동시에 조절하여 출력전압을 제어하는 것이 특징이다. 이를 통하여 제안회로는 출력 인덕터 전류 리플 및 2차 측정류기의 공진 전압을 크게 저감시킬 수 있어 고 효율화에 유리하다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적 해석 및 PSIM 모의실험을 수행하며, 450W급 시작품을 제작하여 제안회로의 타당성을 검증하였다.

• Journal of Power Electronics
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• v.17 no.4
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• pp.905-913
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• 2017

To enhance the zero-voltage switching (ZVS) range and power density of the phase-shift full-bridge (PSFB) ZVS converters used in geophysical exploration, an additional resonant inductor is used as a leakage inductance and a blocking capacitor which is equivalent to interlayer capacitance is integrated into a novel integrated inductor-capacitor-transformer (L-C-T). The leakage inductance and equivalent interlayer capacitance of the novel integrated L-C-T are difficult to determine by conventional methods. To address this issue, this paper presents accurate and efficient methods to compute the leakage inductance and equivalent interlayer capacitance. Moreover, the accuracy of this methodology, which is based on electromagnetic energy and Lebedev's method, is verified by an experimental analysis and a finite element analysis (FEA). Taking the problems of the novel integrated L-C-T into consideration, the losses of the integrated L-C-T are analyzed and the temperature rise of the integrated L-C-T is determined by FEA. Finally, a PSFB ZVS converter prototype with the novel integrated L-C-T is designed and tested.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.21 no.5
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• pp.10-24
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• 2007

In the dissertation, a power conversion system for fuel cell is composed of a PWM inverter with LC filter in order to convert fuel cell voltage to a single phase 220[V]. In addition, new insulated DC-DC converters are proposed in order that fuel cell voltage is boosted to 380[V]. In this paper, it requires smaller components than existing converters, which makes easy control. The proposed DC-DC converter controls output power by the adjustment of phase-shift width using switch $S_5\;and\;S_6$ in the secondary switch which provides 93-97[%] efficiency in the wide range of output voltage. Fuel cell simulator is implemented to show similar output characteristics to actual fuel cell. Appropriate dead time td enables soft switching to the range where the peak value of excitation current in a high frequency transformer is in accordance with current in the primary circuit. Moreover, appropriate setting to serial inductance La reduces communication loss arisen at light-load generator and serge voltage arisen at a secondary switch and serial diode. Finally, TMS320C31 board and EPLD using PWM switching technique to act a single phase full-bridge inverter which is planed to make alternating current suitable for household