• 전력전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.37-43
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• 2020

This study proposes a 7kW low-voltage DC-DC converter (LDC) using a coupled inductor (CI) for heavy hydrogen electric transport vehicles. The LDC uses a phase-shift manner for soft switching. SiC-MOSFET is used to reduce the loss of reverse recovery current through the use of a high switching frequency. LDC is require large transformer and inductor because of large output current. The size of transformer and inductor can be reduced by deviding the transformer and inductor into two pieces each. This work presents the experimental results of the proposed circuit.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권4호
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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.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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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.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.107-108
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• 2012

This paper presents design and implementation of the LDC(1.8 kW DC-DC Converter for Electric Vehicles). For Implementation of the LDC, the adapted topology is ZVS(Zero Voltage Switching) PSFB(Phase Shift Full Bridge) with Digital Control is adopted. Also, for the purpose of stable operation of the LDC in vehicle with variable electrical load condition, Continuous Voltage and Current Limit Control scheme based on PI controller are developed. According to real-car test mode, the prototype of proposed the LDC is verified with performance and stability. Thus, optimizing design and implement of the LDC are discussed, and experimental results are presented.

• 전력전자학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.283-289
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• 2014

This paper carries out a series of analysis of power system using Gallium Nitride (GaN) FET which has wide band gap (WBG) characteristics comparing to conventional Si MOSFET-used power system. At first, for comparison of each semiconductor device, the switching-transient parameter is quantitatively extracted from released information of GaN FET. And GaN FET model which reflect this dynamic property is configured. By using this model, the performance of GaN FET is analyzed comparing to Si MOSFET. Also, in order to enable a representative assessment on the power system level, Si MOSFET and GaN FET are applied to the most common structure of power system, full-bridge, and each power systems are compared based on various criteria, such as performance, efficiency and power density. The entire process is verified with the aid of mathematical analysis and simulation.

• 전기학회논문지
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• 제61권4호
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• pp.574-579
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• 2012

In this paper, the battery charger developed which is satisfy by the characteristics of the rapid control and reduce the cost of the charger. analog-digital mixed mode controller developed with dedicated IC for PWM control and low-performance micro-processor is using for the operation control of charger. The low-cost NEV charger developed to verify the performance and usability is verified with charging battery experiment by of using developed charger.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.99-100
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• 2012

본 논문에서는 차량용 저전압 DC-DC 컨버터 (Low voltage DC-DC Converter, LDC)에 최적화된 자성소자를 개발하기 위한 Test Platform 구축 과정을 제시한다. 현재 연구, 개발된 LDC를 토대로 자성소자 개발에 범용성을 가지는 정격사양을 결정하고 그에 따른 시스템을 구성한다. 또한 시스템에 적용된 위상천이 풀-브리지 (Phase-Shift Full-Bridge, PSFB) 컨버터에서 자성소자가 미치는 영향을 분석한다. 분석 결과를 기반으로 구성한 시스템에서 안정적인 성능 검증을 위한 자성소자의 적정 설계범위를 제시하고, 범용성을 위해 입출력 변화에 따른 자성소자 설계 요소들의 변화 추이를 제시한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.17-19
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• 2019

본 논문에서는 전기자동차(EV) 충전기용 위상천이 풀브리지(PSFB) 컨버터의 정류기 다이오드 전압 스트레스를 저감하기 위한 새로운 형태의 클램핑 회로를 제안한다. 제안하는 회로는 하나의 커패시터로 구성된 매우 단순한 구조임에도 불구하고, 정류기 다이오드의 전압 스트레스를 큰 폭으로 감소시킨다. 뿐만 아니라, 해당 회로는 프리휠링 구간의 전류를 감소시키며, 출력 인덕터의 사이즈 또한 줄일 수 있다는 장점을 지닌다. 따라서 제안된 컨버터는 정류기 다이오드의 도통손실을 큰 폭으로 저감하여 고효율을 달성할 수 있으며, 간단한 구조의 클램핑 회로와 줄어든 출력 필터 사이즈에 의해서 고밀도화를 달성할 수 있다. 제안된 컨버터의 타당성은 3.3kW, $270-420V_{DC}$의 CC-CV 모드 충전 조건하에서 실험하여 검증되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.600-608
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• 2016

본 논문은 저전압-고전류 사양을 갖는 전력변환 시스템에 적합한 고효율 인터리브드 방식의 위상천이 풀브릿지 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 1차 측에 '3개의 스위치 브릿지와 2개의 트랜스포머', 2차 측에 '2개의 정류단'으로 구성되어 있다. 2개의 트랜스포머는 각각 동일한 크기의 전력변환을 담당하고, 서로가 위상 차이를 두고 에너지를 전달하는 특징을 갖는다. 이를 통해 기존의 인터리브드 방식의 위상천이 풀브릿지 컨버터 수준의 높은 시스템 안정성을 가지게 된다. 제안하는 컨버터는 기존 컨버터의 효율향상 한계로 작용하였던 lagging-leg 스위치의 하드스위칭 특성을 개선하기 위해 새로운 회로 구조와 제어기법을 적용하였다. 이를 통해 제안하는 컨버터는 기존 컨버터에 비해 하드스위칭 조건을 갖는 스위치의 수를 절반으로 줄였으며, 기존 컨버터에 비해 회로 구성에 사용되는 스위치의 수를 줄여 시스템의 복잡도를 개선하는 효과도 얻었다. 제안하는 컨버터의 특성을 확인하기 위해 본 논문에서는 저전압-고전류 특징을 갖는 3kW 서버용 전원장치 스펙을 이용하여 기존 컨버터와 제안하는 컨버터 시스템을 설계하였고, PSIM 시뮬레이션 툴을 활용하여 두 회로의 동작 특징을 비교하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.211-219
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• 2014

This paper proposes a low voltage high current LLC resonant converter for Green PC. Green PC is composed of a lot of blade PCs, and it is a centralized system to manage them in computer center. Green PC should require that its power supplies have several characteristics such as low output voltage, high output current, and high power conversion efficiency. Conventional PSFB (Phase Shift Full Bridge) converter is usually used as DC/DC converter for computer power supply because it has high power conversion efficiency thanks to ZVS (Zero Voltage Switching) operation under middle and high load conditions. However, this converter has some problems such as large switching noise and limitation of ZVS operation under light load condition. In order to improve the performance of power supply for Green PC, a new power supply using popular high efficiency LLC resonant converter for low voltage and high current application is proposed in this paper. The proposed power supply has ZVS capability over the entire load range, thus resulting in good efficiency and high switching frequency. Experimental results verify the performance of the proposed power supply for Green PC using 2[kW] (19[V], 105[A]) rated prototype converter.