• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.51-53
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• 2018

This paper describes the design and implementation of a circuit consisting of a simmer power supply unit and a series trigger unit that can be applicable to xenon lamp driving. An LCC resonant converter based on the continuous conduction mode (CCM) is applied to the simmer circuit and by using the current output control it is possible to maintain the ionization of the lamp which has the negative resistance load characteristic. At the same time, in order to generate a high voltage, a series trigger circuit which has a number of capacitors and diodes is designed. The generated high trigger output voltage could ionize the xenon gas. This paper explains the configuration and features of the integrated circuit system, and verifies the proposed design and stable operation of the xenon lamp. The experimental and simulation results show the not only rationality but also stability of the proposed circuit.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.201-203
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• 2018

최근 휴대용 어댑터의 동향은 고주파수 전력 컨버터 설계를 통한 어댑터의 고효율화 및 소형화의 중요성을 강조하고 있다. 그러나 기존 준공진형(Quasi Resonant, QR) 플라이백 컨버터는 하드 스위칭 동작으로 고주파수 구동에 한계가 있으며, 누설 인덕턴스 에너지에 의한 손실로 인해 고효율을 달성하기가 어렵다. 반면, 능동 클램프 플라이백(Active Clamp Flyback, ACF) 컨버터는 ZVS(Zero Voltage Switching) 동작을 하여 고주파수 구동에 유리하고, 누설 인덕턴스 에너지를 입력으로 회기 시킴으로써 손실을 저감할 수 있다. 또한, 경계전류모드(Boundary Conduction Mode, BCM) 동작에서의 손실분석을 기반으로, 반도체 특성이 우수하여 고주파수 동작에 유리한 GaN-FET를 적용하고 최적 설계를 진행함으로써 고효율 및 고전력밀도를 달성하였다. 따라서 본 논문에서는 GaN-FET를 기반으로 하는 고효율 및 고전력밀도 BCM ACF 컨버터의 최적 설계 방안을 제시하고 65W급 시작품의 실험결과를 통해 이를 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.303-304
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• 2013

기술이 발전함에 따라 전력변환기의 소형화 고효율화가 요구되어지고, 이를 위해 고주파 스위칭 전력변환기가 필요로 하게 된다. 하지만 스위칭 주파수와 비례적으로 스위칭 손실이 증가하기 때문에 시스템의 효율이 감소한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 DCM방식이나 공진을 이용한 ZVZCS(Zero-Voltage Zero-Currrent) 컨버터가 제안되고 있으나 소자의 정격용량이 커지는 단점을 갖는다. 또한 ZVT(Zero-Voltage Transition)를 포함한 소프트 스위칭 기법을 적용하는 다양한 컨버터가 제안되고 있으나 공진전류의 첨두에서 보조스위치가 스위칭을 하게 되어 보조스위치 스위칭 손실이 큰 단점이 있다. 본 논문에서는 변압기로 공진인덕터의 전압을 제한시켜 보조 스위치가 영전압/영전류 스위칭을 하게 함으로서 스위칭 손실을 발생시키지 않는 소프트 스위칭 구조를 제안한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.28-29
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• 2017

기존의 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터의 경우 변압기의 누설 인덕턴스와 2차 측 정류 다이오드의 기생 출력 커패시턴스 사이의 공진으로 인하여 정류 다이오드 양단에 큰 공진 전압이 발생하며, 이는 소자의 신뢰성 저하 및 시스템의 전력 변환 효율을 감소시킨다. 반면 LLC 공진형 컨버터는 2차 측에서 발생되는 공진 에너지가 출력 커패시터로 흡수되지만 경 부하시에 높은 스위칭 주파수로 인하여 효율이 저감되며, 출력 전압을 제어하기 위해 추가적인 부하저항이 요구된다. 따라서 최근에는 LLC 공진형 컨버터로 동작시키면서도 PWM 제어를 통해 출력전압을 제어하는 방법이 연구되고 있으나, 새로운 게이트 구동 방식을 위해 DSP 제어를 사용하고 있다. 따라서 본 논문에서는 산업에서 많이 사용되고 있는 아날로그 IC를 통해 동일한 동작 및 성능을 구현시킬 수 있는 방법에 대하여 제안한다. 본 논문에서는 제안된 방식의 타당성을 검증하기 위하여 이론적으로 분석하며, 6.6kW급 시작품을 제작하여 제안방식의 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.327-328
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• 2017

This paper presents the power supply system which is made of three units: the capacitor charging and main pulse unit, simmer power supply unit, and series trigger unit. The capacitor charging and main pulse unit charges the capacitor bank by using the series parallel resonant converter and the generated main pulses apply to the lamp. The series trigger unit ionize the xenon gas located in the lamp and the simmer power supply unit sustains the ionized condition. It means that the lamp lifetime and efficiency are advanced by reducing the number of triggering. Not only the operation of the proposed system but also the performance of each unit will be verified by the experimental results.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.429-430
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• 2017

본 논문은 Integrated Magnetics(IM)을 적용한 3-레벨 LLC 공진형 컨버터를 제안한다. 제안된 3-레벨 LLC 공진형 컨버터는 스위치 내압이 입력전압의 절반으로 보장되므로 스위칭 손실을 대폭 저감할 수 있어 고주파수 구동에 유리하다. 이에 따라 제안 회로는 리액티브 소자 저감에 유리하나, 회로 동작 상 2개의 공진 인덕터와 1개의 트랜스포머가 요구되는 단점이 있다. 이를 위해 본 논문에서는 자화 인덕터로 공진 인덕터를 대체하는 동시에 모든 자기 소자를 하나로 통합할 수 있는 새로운 IM을 제안하고 그 타당성 검증을 위해 인덕턴스 모델을 통한 이론적 분석과 350W-800kHz급 시작품 제작을 통한 실험결과를 제시한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.182-183
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• 2017

본 논문은 고효율 및 고전력밀도 3-레벨 LLC 공진형 컨버터를 제안한다. 전원회로의 고전력밀도화를 위해서는 고주파 구동이 필수적이지만 기존 LLC 컨버터는 스위칭 손실로 인하여 한계를 갖는다. 스위칭 손실은 스위치 전압 첨두치 감소를 통해 저감이 가능하다. 전압 첨두치는 4개 스위치의 직렬연결을 통해 저감시킬 수 있으며, 각 스위치의 전압평형을 위한 추가적인 회로가 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 스위칭 손실을 저감시킴으로써 1MHz 고주파 구동이 가능하며, 단 하나의 캐패시터를 이용하여 모든 스위치의 전압평형을 이룰 수 있는 3-레벨 LLC 공진형 컨버터를 제안한다. 또한 제안회로의 전압평형 원리를 이용하여 n-레벨 컨버터로 확장 가능하여 스위치 전압 첨두치를 더욱 저감시켜 입력전압이 높은 응용례의 적용에도 적합하다. 제안회로의 타당성 검증을 위해 350W급 시작품을 제작하여 실험 결과를 제시한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.84-85
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• 2017

본 논문은 LLC 공진형 컨버터의 고전력밀도를 위한 IM(Integrated Magnetics)을 제안한다. 일반적으로 컨버터의 전력밀도는 사용되는 변압기, 인덕터와 같은 자기소자에 의해 결정되므로, 평판형 자기소자(Planar Magnetics)는 고 전력밀도화에 매우 적합하다. 하지만 LLC 공진형 컨버터에 평판형 자기소자를 적용할 경우 높은 자기 결합도에 의해 공진을 위한 충분한 누설 인덕턴스를 얻을 수 없다. 따라서 공진동작을 위한 추가적인 인덕터의 사용이 필수적이며, 전력밀도는 감소하게 된다. 반면, 제안방식은 자기소자 내부에 형성되는 두 개의 자화 인덕터를 공진 인덕터로 사용하기 때문에 공진동작에 필요한 누설 인덕터가 필요하지 않다. 또한, 이러한 두 개의 자화 인덕터는 하나의 자기소자에 집적화 할 수 있으므로 고 전력밀도에 유리한 구조를 갖는다. 더불어, 공진동작에 필요한 모든 파마리터가 설계자의 의도대로 설계가능하기 때문에 컨버터 최적설계가 매우 유리하다. 제안방식의 타당성을 확인하기 위하여 자기소자 모델을 통한 효율분석 및 350W-800kHz 시작품에 대한 실험결과를 제시한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.138-139
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• 2017

This paper describes the design and implementation of a trigger circuit which can be series connected with main pulse circuit for a xenon flash lamp driver. For generating high voltage, the trigger circuit is designed as an inductive energy storage pulsed power modulator with 2 state step-up circuit consisting of a boost converter and a flyback circuit. In order to guarantee pulse width, a resonant capacitor on the output side of the flyback circuit is designed. This capacitor limits the output voltage to protect the flyback switch. In addition, to protect another power supply of xenon flash lamp driver from trigger pulse, the high voltage transformer which can carry the full current of main pulse is designed. To verify the proposed design, the trigger circuit is developed with the specification of maximum 23 kV, 0.6 J/pulse output and tested with a xenon flash lamp driver consisting of a main pulse circuit and a simmer circuit.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07b
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• pp.1169-1171
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• 2003

This paper presents a 1.6[kW]class single phase high power factor(HPF) pulse width modulation(PWM) boost rectifier featuring soft commutation of the active switches at zero current. It incorporates the most desirable properties of conventional PWM and soft switching resonant techniques. The input current shaping is achieved with average current mode control and continuous inductor current mode. This new PWM converter provides zero current turn on and turn off of the active switches, and it is suitable for high power applications employing insulated gate bipolar transistors(IGBT'S). The principle of operation, the theoretical analysis, a design example, and experimental results from laboratory prototype rated at 1.6[kW] with 400[Vdc] output voltage are presented. The measured efficiency and the power factor were 96.2[%] and 0.99[%], respectively, with an input current Total Harmonic Distortion(THD) equal to 3.94[%], for an input voltage with THD equal to 3.8[%], at rated load.