• 전력전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.72-83
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• 2013

The paper proposes a new multilevel variable output voltage AC/DC Converter for power supply of power amplifiers used in underwater acoustic sensors. The proposed multilevel variable output voltage AC/DC Converter is composed of two parts. One as the input section is the high efficiency phase-shifted PWM full bridge DC-DC converter to get multiport power sources. The other as the output section is composed of two flying-capacitor 3-level DC-DC converters and a diode bridge circuit to get fast-response and multilevel variable output voltage for an envelope amplifier. Also the paper suggests the detailed circuit topology and design guideline of multilevel variable output voltage AC/DC converter. It also proposes the power balanced control method between 3-level converters and the voltage balanced algorithm for flying capacitors. Its characteristics should be verified by the detailed simulation results. It is anticipated that the proposed converter will be used very well for power amplifiers used in underwater acoustic sensors.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권2호
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• pp.490-500
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• 2017

Fuel cell (FC) is a promising power supply in electric vehicles (EV); however, it has poor dynamic performance and short service life. To address these shortcomings, a super capacitor (SC) is adopted as an auxiliary power supply. In this study, the frequency decoupling control method is used in electric vehicle energy system. High-frequency and low-frequency demand power is provided by SC and FC, respectively, which makes full use of two power supplies. Simultaneously, the energy system still has rapidity and reliability. The distributed power system (DPS) of EV requires DC-DC converters to achieve the desired voltage. The stability of cascaded converters must be assessed. Impedance-based methods are effective in the stability analysis of DPS. In this study, closed-loop impedances of interleaved half-bridge DC-DC converter and phase-shifted full-bridge DC-DC converter based on the frequency decoupling control method are derived. The closed-loop impedance of an inverter for permanent magnet synchronous motor based on space vector modulation control method is also derived. An improved Middlebrook criterion is used to assess and adjust the stability of the energy system. A theoretical analysis and simulation test are provided to demonstrate the feasibility of the energy management system and the control method.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2003년도 춘계전력전자학술대회 논문집(1)
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• pp.317-322
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• 2003

A novel three-level DC/DC converter (TLC)for high power applications operating from high input voltage Is proposed. Its switch voltage stress can be ensured to be only one-half of the Input voltage. Nevertheless, since all input voltage is applied to the transformer primary side, it has good turns ratio. The driving method of each module is same as those of the conventional phase-shifted ZVS full bridge PWM converter (PSFB) and the zero-voltage-switching (ZVS) of the leading leg are achieved exactly in the same manner as that of the PSFB. Moreover, its three-level operation can considerably reduce the current ripple through the output inductor and it has no problems of the DC-link voltage unbalance. Therefore, it features a low voltage stress, high efficiency, low EMI, high power density, and small sized filter. To confirm the operation, validity, and features of the proposed circuit, experimental results from a 200W, 600V/DC-48V/DC prototype are presented.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.362-363
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• 2011

본 논문은 높은 시스템 안정성과 고 효율이 요구되는 배터리 충전용 DC/DC 컨버터에 적용할 수 있는 새로운 토폴로지를 제안한다. 기존의 대용량 배터리 충전용 DC/DC 컨버터로 널리 사용되는 위상천이 풀 브리지 컨버터 (Phase-Shifted Full-Bridge Converter)의 경우 1차 측스위치의 영전압 스위칭을 가능케 하여 높을 효율을 얻을 수 있다. 하지만 배터리 충전과 같이 출력 전압의 변동이 있는 경우 듀티 변화에 따른 freewheeling 구간이 존재하게 되고 이는 시스템의 효율을 감소시키는 원인으로 작용한다. 제안하는 컨버터의 경우 기존의 위상천이 풀브리지 회로를 기반으로 하되 1차 측에 하프 브리지 형태의 인버터를 추가하여 freewheeling 구간에서의 도통 손실을 제거할 뿐만 아니라 영전압-영전류 스위칭으로 시스템의 안정성을 높였다. 본 논문에서는 제안된 회로의 구조 및 동작원리를 설명하고 1.6kW 급 (Vo=140V~200V) 전기자동차용 배터리 충전기 스펙에 맞춰 프로토 타입을 제작하고 실험 결과를 통해 제안된 회로의 동작 특성 및 타당성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.102-104
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• 2018

기존 위상 변조 PWM 풀 브릿지 컨버터들의 단점인 큰 순환전류, 심각한 이차측 전압 스트레스 및 스위칭 손실, 그리고 큰 출력 필터 문제를 개선할 수 있는 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 변압기의 2차측 센터탭에 축전기와 정류기로 구성된 클램핑 회로를 연결한 구조이다. 매우 간단한 구조를 통해 순환전류를 제거하고 이차측 전압 스트레스를 낮출 수 있으며, 정류단의 스위칭 손실을 줄인다. 더불어 출력 필터의 크기 또한 작아진다. 실험을 통해 제안한 컨버터의 성능을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.3-4
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• 2017

본 논문에서는, 넓은 입력전압 범위에서 높은 효율을 가지는 위상천이 풀브릿지 컨버터를 제안한다. 위상천이 풀브릿지 컨버터는 풀브릿지 구조로 인한 스위치의 작은 도통 손실과, 영전압 스위칭 등의 특징으로 인해 높은 용량에서 널리 쓰이는 토폴로지이다. 하지만, 위상천이 풀브릿지 컨버터는 넓은 입력전압 범위에서 설계되면 1차측에 큰 환류 전류가 생겨 도통손실이 증가하는 문제점이 생긴다. 따라서 이를 해결하기 위해, 제안하는 회로는 추가 소자 없이 간단히 2차측 정류기 구조를 바꾸어, 1차측 환류 전류를 제거한다. 이로 인해 제안하는 회로는 넓은 입력전압 범위에서도 높은 효율을 가진다. 제안하는 회로의 효용성을 증명하기 위해, 320-400V 입력 전압과 56V/12.8A의 출력에서 실험이 진행되었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.199-200
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• 2012

본 논문에서는 저전압 대전류 출력 구조에 적합한 병렬 운전형 풀브리지 컨버터의 구조 및 운전기법에 대하여 제안하였다. 제안된 회로에서는 6개의 스위치 및 위상각을 이용하여 풀브리지 컨버터 두 모듈의 병렬 운전이 가능하다. 2kW급 하드웨어를 통하여 제안된 회로의 기본 동작원리 및 실험결과를 기술하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.14-16
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• 2019

본 논문에서는, 위상-천이 제어 기반의 액티브 정류기 구조를 갖는 새로운 고효율 풀-브릿지 컨버터를 제안한다. 기존의 위상-천이 풀-브릿지 컨버터는 풀-브릿지 구조로 인한 스위치의 작은 도통손실과, 영전압 스위칭 등의 특징으로 인해 높은 용량에서 널리 쓰이는 토폴로지이다. 하지만, 위상-천이 풀-브릿지 컨버터는 넓은 입력전압 범위에서 설계되면 1차측에 큰 환류 전류가 생겨 도통손실이 증가하는 문제점을 갖는다. 따라서 이를 해결하기 위해, 제안하는 회로는 액티브 정류기를 사용하여 1차측 스위치들이 항상 최대 시비율로 동작할 수 있게 한다. 이로 인하여 순환 전류가 사라져 넓은 입력전압 범위에서도 높은 효율을 달성 할 수 있다. 뿐만 아니라, 제안하는 정류기의 구조 상 특징으로 인해 액티브 정류기의 스위치는 전압 링잉을 갖지 않고 출력 전압으로 고정되어 낮은 전압 스트레스를 갖는다. 제안하는 회로의 효용성을 증명하기 위해, 250-400V 입력, 56V/12.8A 출력에서 실험이 진행되었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.225-226
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• 2018

전기자동차 배터리팩을 충전하기 위한 장치인 차량용 OBC(On-Board Charger)는 AC/DC 컨버터 기능을 담당하는 PFC(Power Factor Correction)와 DC/DC 전력변환 및 전기적 절연을 담당하는 Phase-Shifted Full Bridge Converter를 포함 한다. 현재 시중에 3.3kW급 OBC를 기준으로 규격화되어 생산되고 있지만 전기자동차의 배터리 용량이 날로 증가하고 전기자동차 보급, 사용률이 증가함에 따라 완속충전에 대한 요구가 높아지고 있다. 여기에 전력 인프라 시설 개선과 더불어 6.6kW급 완속충전이 보편화될 수 있게 된다. 차량용 OBC 공급업체에 있어서는 기존의 3.3kW급과 6.6kW급 OBC의 개발 중 어느 쪽에 중심을 둘지 고민에 대한 대안으로 기존의 3.3kW급을 모듈화하여 병렬운전하는 방법으로 6.6kW급 OBC 시장수요에 대응 할 수 있다. 본 논문에서는 3.3kW급 OBC 및 2병렬운전에 관한 시뮬레이션을 개발하고 분석하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.136-138
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• 2020

본 논문은 일차측 순환전류를 제거할 수 있는 새로운 정류단을 갖는 위상천이 풀브리지 컨버터를 발표한다. 기존 센터탭 정류기를 갖는 위상천이 풀브리지 컨버터에서 출력 인덕터 대신 커플더 인덕터를 사용하고, 부품들을 재배치하여 기존 문제가 되었던 일차측 순환전류가 대폭 저감되는 효과를 달성하였다. 2차측 다이오드의 전압스트레스가 저감되는 것도 제안 위상천이 풀브리지 컨버터의 장점이다. 본 논문에서는 제안된 회로의 구조 및 동작원리를 설명하고, 입력 300-400V, 출력 50V, 1kW급 프로토타입 컨버터의 그 실험결과를 발표한다.