• 전기전자학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.304-310
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• 2015

SCALDO(Supercapacitor Assisted LDO) 레귤레이터는 기존에 널리 사용되고 있는 SMPS(Switch Mode Power Supply)의 장점인 높은 효율과 LDO(Low Drop-out) 레귤레이터의 장점인 안정적인 출력 및 우수한 EMI(Electro Magnetic Interference)특성을 함께 가지는 레귤레이터로 현재 새롭게 연구되고 있는 전원회로이다. 하지만, 현재까지 연구된 SCALDO 레귤레이터의 경우 회로 내부의 스위치제어에 많은 전력이 소비되어 회로 전체의 효율이 감소되는 단점이 있다. 본 논문에서는 기존 SCALDO 레귤레이터의 단점을 극복하고 저전력으로 구동이 가능한 MOSFET를 SCALDO 레귤레이터에 적용함으로써 스위치제어 소비전력을 최소화하여 회로 전체의 효율을 향상시킨 새로운 SCALDO 레귤레이터를 구현 하였으며, 기존 SCALDO 대비 효율이 최대 9.5% 상승됨을 확인하였다. 또한 기존의 MCU(Micro-controller unit)를 이용한 펌웨어제어를 비교기 및 T-F/F(Flip Flop)을 이용한 하드웨어 제어로 대체함으로써 회로의 제작과정을 단순화 하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1954-1956
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• 2005

본 논문에서는 SMPS(Switch-Mode Power Supply)의 역률을 개선할 수 있는 power factor correction(PFC) IC를 설계하였다. 설계된 PFC IC에는 전원장치의 power MOSFET을 구동할 수 있는 기능 이외에도 과전압, 과전류 및 단락보호 기능이 포함되어 있다. 또한 시스템이 대기상태에 있는 경우, 전압 및 전류 feedback 제어에 의해 효과적으로 대기전력을 절감할 수 있도록 설계하였다. 설계된 PFC IC는 시스템이 대기상태에서 일정시간동안 부하변동이 없을 경우 이를 감지하여 자동으로 시스템을 off 시켜 대기전력 소모를 최소화 하는 기능을 포함하고 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.97-105
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• 2020

최근 초고속 이더넷(ethernet)의 데이터 및 동작주파수 속도가 증가하고 있으며, 이에 따라 EMI(electromagnetic interference)가 증가하고 있다. 이러한 EMI의 발생은 주변 전자기기들에 영향을 미쳐 오동작 원인이 될 가능성이 높다. 본 연구에서는 고속 이더넷 스위치 EMI 발생의 주요 원인인 DC-DC SMPS (switching mode power supply)에서 발생하는 EMI 저감을 위해 EMI 필터를 적용하였다. EMI 필터소자는 소형화, 양산화에 장점을 가지며, 내전압(dielectric voltage) 특성이 우수한 MLCC (multi-layer ceramic capacitor)를 사용하였다. MLCC 필터는 X-커패시터 및 X, Y-커패시터로 구성되어 있다. X-커패시터는 10 nF 및 100 nF 용량의 2개의 MLCC와 1개의 마일러 콘덴서(mylar capacitor)로 구성하였다. Y-커패시터는 용량 27 nF의 6개의 MLCC를 사용하여 구성하였다. X-커패시터만을 EMI 필터로 적용한 경우, 전도성(conductive) EMI는 150 kHz ~ 30 MHz의 주파수 대역에서 EMI 전계강도가 허용 한계치를 초과함을 알 수 있었다. 또한 방사성(radiative) EMI도 특정 주파수에서 EMI 전계 강도가 높고, 허용 마진폭도 매우 적음을 알 수 있었다. 반면 X, Y-커패시터를 적용하였을 경우, 전 주파수 대역에서 전도성 EMI가 크게 감소하였으며, 방사선 EMI도 충분한 마진이 확보됨을 알 수 있었다. 또한 X, Y-커패시터의 전기적인 신뢰성을 평가하기 위하여 절연 저항(insulation resistance) 및 내전압 성능을 측정하였으며, 절연 저항 및 내저항 성능이 모두 전기적 신뢰성 기준을 만족함을 알 수 있었다. 결론적으로 MLCC 필터를 X, Y-커패시터로 사용하여 전도성 및 방사성 EMI 노이즈가 효과적으로 감소되었고, 우수한 전기적인 신뢰성도 확보됨을 알 수 있었다.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제50권12호
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• pp.624-630
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• 2001

The trend of the regulations on environmental issues are getting tight. Responding to this trend new technologies such as moving electrodes, wide pitch and pulsed power supply are also introduced in the electrostatic precipitator(EP) systems. The introduction of wide pitch and moving electrodes enhances the system performance of the EPs by improving air-flow and by improving the ash reentrainment on rapping. The power supplies for the EPs developed up to date include thyristor-based dc or intermittent type, SMPS(switching mode power supply) type and the pulsed-power supply type. The use of the pulsed ones is known to improve dust-collecting efficiency of high resistivity ash and reduces back corona occurrence in the collecting plate. There are two kinds of pulsed-power supplies; one with pulsed transformers and the other with direct dc switching devices. The latter uses rotary spark gap switches or semiconductor switches. Both have the merits and demerits: the spark gap switches are simple and robust but has short life time, hence, high maintenance cost, whereas the semiconductor switches have long life time but are costly. In this study, A high voltage power supply with superimposing voltage pulse on dc source was developed for EPs. This study describes circuit topology, operating principle of the scheme, and analysis of experimental results on Dong-Hae Power Plant. The pulsed power supply consists of a variable dc power supply with ratings of 60kV, 800mA and pulse generator which is made of high voltage thyristor-diode switch strings, an LC resonant tank and a blocking inductor. The pulse generator generates variable pulse-voltage up to 70kV using a high frequency resonant inverter with a variable dc source. Two prototypes were built and tested on 250MW DongHae power plant to verify the possibility of the commercial use and the normal operation in the transient states.

• 전기전자학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.152-159
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• 2004

본 연구에서는 Bi-DMOS 기술을 이용하여 SMPS용 고내압 스윗칭 전력소자 내장형 one-chip PWM IC를 설계하였다. 기준전압회로는 다양한 온도와 공급전압의 변화에도 일정한 전압(5V)을 발생시킬 수 있도록 설계하였고, 오차 증폭기의 경우, 높은 dc gain$({\simeq}65.7db)$, unity frequency$({\simeq}189Khz)$, 적절한 $PM({\simeq}76)$를 가지면서 높은 입력저항을 갖도록 설계하였다. 비교기는 2단 구성으로 설계를 하였고, 삼각파 발생회로 경우, 외부 저항과 캐패시터를 이용해서 발진 주파수(20K), output swing 폭(3.5V)을 갖는 삼각파를 발생시켰다. 스윗칭 파워소자는 SOI 기판을 사용하고, 확장 드레인 영역의 길이와 도핑 농도를 적절히 조정, 350V급 내압을 갖는 n-LDMOSFET을 설계 하였다. 최종적으로, layout은 각 소자에 대한 디자인 룰(2um 설계 룰)을 설정하였고, Bi-DMOS 공정 기술을 바탕으로 PWM IC 회로와 n-LDMOSFET one-chip IC를 설계하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권3호
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• pp.63-69
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• 2017

본 논문은 드론의 체공시간 증대를 위해 고효율 전력관리 회로 및 시스템을 제안한다. 종래의 드론은 다수개의 직렬 배터리와 낮은 효율의 선형 레귤레이터 사용으로 무겁고 발열이 크며 이로 인한 전력누수 문제가 있었다. 본 논문에서는 3.7V 단일 Li-Po 배터리 셀을 사용할 수 있는 스위칭 방식의 승압형 DC-DC 전력변환 회로에 대한 연구를 다룬다. 본 연구를 통해 시제품 개발 결과 3.7V 입력, 5V 출력의 step-up regulation을 실현하였다. 또한 종래 선형 레귤레이터의 50% 수준이었던 전력효율 대비 최대 91.3% 효율과 $50^{\circ}C$ 이하의 표면온도를 달성하였으며, 0.02V/V 및 0.15V/A의 line/load regulation 성능을 측정으로 검증하였다. 본 연구결과를 통해 3.7V 단일 셀 배터리 사용으로 충방전을 위한 별도의 cell-balancing 회로가 필요하지 않게 되며, 높은 전력관리 효율로 드론의 체공시간을 획기적으로 개선시킬 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1990년도 하계학술대회 논문집
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• pp.387-392
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• 1990

In this papers, SPICE which is widely used in analysis of general circuit and simulation in electric and electrical field is applied to DC-DC converter. Be selected Forward which is widely used as SMPS(Switched Mode Power Supply) amang DC-DC converter, and showed the aveformer, we know that the converter is operated in normal. Including the control circuit in converter, by controlling the duty ratio of switch, we know that the output voltages is staple from the transient state of convwrter. Also, comparing SPICE simulation with experiment, the validity of simulate is showed.

• 전자공학회논문지B
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• 제28B권5호
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• pp.411-420
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• 1991

In this paper, SPICE program which is widely used in analysis of general circuit on electronic and electrical field has been applied to DC-DC converter. We have selected Forward type which is widely used us SMPS(Switched Mode Power Supply) of various electronic equipments, and have confirmed the waveforms of circuit operation, transfer of energy and resetting in transformer. And the procedure which the output voltage of converter, including the control circuit, has been stabilized from the transient state to the steady state by controlling the duty ratio of switch is presented. We have compared SPICE simulation with experiment and have verified the validity of SPICE simulation.

• 전기전자학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.319-323
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• 2011

본 논문에서는 Mobile 기기의 다양한 기능을 지원하기 위해 사용되는 내부 회로들의 낮은 전압 레벨을 지원하기위해 가장 널리 사용되는 SMPS(Switch Mode Power Supply)방식의 Buck converter를 설계한다. 제안된 Buck converter는 넓은 부하 영역에서 높은 효율을 가지는 것을 목적으로 일반적인 구동 방식인 PWM (Pulse Width Modulation)Mode의 고 효율 저 리플 특성 구현 외에 PFM(Pulse Frequency Modulation) Mode를 적용하여 낮은부하 조건 혹은 부하를 사용하지 않는 대기 시간에서도 고 효율 저 리플 특성을 가지는 Dual mode synchronous buck converter를 설계한다. 이를 위해 본 논문에서는 부하 변동 시에 PWM - PFM Mode로의 효율적인 변환방법 및 저 리플 특성을 위한 방법을 제안한다. 또한 제안된 IC는 Mobile 기기에 부합하는 입력 전압 범위 2.5V-5V를 가지며, 2.5Mhz의 높은 주파수로 동작하여 리플 특성이 양호하고 집적화가 유리하다. 고효율을 위하여 Synchronous Type 설계 및 Dynamic Control 방식을 적용하였다. 보호 기능으로는 회로 동작의 초기 시에 발생하는 Inrush Current를 방지하기 위한 Soft start function 외에 Current limit, Thermal shutdown function, UVLO 회로가 내장되어 신뢰성을 높였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.275-284
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• 2017

As the high-level of the industrial and information age, the electricity become the indispensable element in the daily life including OA, FA, and computer, electric home appliances, and etc. In particular, The continuous use of the high capacity power supply system by applying a Switching Mode Power Supply(SMPS) according to the increase of the secondary side output terminal of the power load of the refrigerator of the home appliance or automation of the plant is pressed. The purpose using the way with this kind of high-capacity altogether is to supply the output voltage and output current regardless of the input voltage or to the external environmental conditions of the secondary-side load fluctuation. In this paper, a combination of a Buck Converter with Boost Converter by making a constant current source to control the inductor current and maintain stable power supply side operating characteristics, when load variations. While maintaining the same characteristics as conventional Buck Converter, and offer a DC-DC Converter system with the new switch pattern having a wide output range capable of operating in Buck-Boost Converter. In addition, after theoretical analysis, we carry out simulations and experiments to verify the validity and performance comparing with a conventional DC-to-DC converter.