• 전기학회논문지
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• 제63권8호
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• pp.1055-1063
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• 2014

Power losses of a 1-stage DC-DC converter and 2-stage DC-DC converter are compared in this paper. A phase-shift full-bridge DC-DC converter is considered as 1-stage topology. This topology has disadvantages in the stress of rectifier diodes because of the resonance between the leakage inductor of the transformer and the junction capacitor of the rectifier diode. 2-stage topology is composed of an LLC resonant full-bridge DC-DC converter and buck converter. The LLC resonant full-bridge DC-DC converter does not need an RC snubber circuit of the rectifier diode. However, there is the drawback that the switching loss of the buck converter is large due to the hard switching operation. To reduce the switching loss of the buck converter, SiC MOSFET is used. This paper analyzes and compares power losses of two topologies considering temperature condition. The validity of the power loss analysis and calculation is verified by a PSIM simulation model.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.75-76
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• 2012

This paper presents an analysis of power losses in three-level T-Type Inverters. The switching loss in different switching frequencies and the conduction loss at different modulation indices and power factors are investigated. Finally, it is shown that the results of analysis coincide with those which resulted from CASPOC software simulation.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권3호
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• pp.21-30
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• 2018

Driven by the recent energy saving trend, conventional silicon based power conversion modules are being replaced by modules using silicon carbide. Previous papers have focused mainly on the electrical advantages of silicon carbide semiconductors that can be used to design switching devices with much lower losses than conventional silicon based devices. However, no systematic study of their thermomechanical reliability in power conversion modules using finite element method (FEM) simulation has been presented. In this paper, silicon and silicon carbide based power devices with three-phase switching were designed and compared from the viewpoint of thermomechanical reliability. The switching loss of power conversion module was measured by the switching loss evaluation system and measured switching loss data was used for the thermal FEM simulation. Temperature and stress/strain distributions were analyzed. Finally, a thermal fatigue simulation was conducted to analyze the creep phenomenon of the joining materials. It was shown that at the working frequency of 20 kHz, the maximum temperature and stress of the power conversion module with SiC chips were reduced by 56% and 47%, respectively, compared with Si chips. In addition, the creep equivalent strain of joining material in SiC chip was reduced by 53% after thermal cycle, compared with the joining material in Si chip.

• 전기전자학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.131-137
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• 2012

본 논문에서는 영전압 스위칭(ZVS)과 전류불연속 모드(DCM)에 의한 새로운 고효율의 DC-DC 컨버터에 대해 연구된다. 일반적으로 고효율의 컨버터를 만들기 위해서는 전력변환기내에 사용된 반도체 스위칭 소자의 손실을 최소화하여 이루어진다. 제안한 컨버터는 DCM에 의하여 스위치의 턴-온 동작을 영전류 스위칭(ZCS)으로 만들고, 또한 새로운 유사공진 회로를 접목하여 컨버터의 고효율을 실현시킨다. 제안한 컨버터에 사용된 제어용 스위칭 소자들은 유사공진 기법에 의해 소프트 스위칭, 즉 ZVS와 ZCS으로 동작시키고, 이에 따른 제어용 스위칭 소자들은 전압과 전류의 스트레스 없이 동작한다. 그 결과 제안한 컨버터는 스위칭 손실의 저감에 의해 고효율로 구동된다. 제안한 DCM-ZVS 컨버터의 소프트 스위칭 동작과 시스템 효율은 디지털 시뮬레이션과 실험결과를 통해 그 타당성이 입증된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1992년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1133-1135
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• 1992

This paper describes high frequency inverter using zero voltage switching(ZVS). The ZVS operation is achieved to reduce the switching stress and switching loss under high speed switching. The proposed circuit configuration and performance are discussed. Its operation characteristics are evaluated through computer-aided simulation.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1002-1004
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• 2001

In conventional zero-current-switching(ZCS) PWM converters, the switching loss, stress and noise can't be minimized because they adopt auxiliary switches operated in hard-switching. In this paper, new ZCS-PWM converters of which auxiliary switches always operate with soft-switching are proposed. Therefore, the proposed ZCS-PWM converters are most suitable for systems requiring high-power density. The characteristics of these converters are verified by experimental results.

• 전자공학회논문지SC
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• 제43권1호
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• pp.45-52
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• 2006

본 논문에서는 새로운 무손실 스너버 회로를 설계하여 적용한 PWM-PFC 스텝-업 컨버터에 대해 제안한다. 제안된 컨버터는 전류불연속 제어모드에 의해 제어회로 구성이 간단하고 회로 구성소자의 용량을 줄일 수 있다. 또한 입력전류는 스위치의 듀티율 일정제어에 의한 교류 입력전압의 크기에 비례한 불연속적인 펄스열의 정현파상으로 된다. 그 결과 입력역률은 거의 단위역률로 주어지고 듀티율 일정제어에 의해서 제안된 컨버터는 제어기법이 간단하게 된다. 일반적으로 입력전류 불연속제어에 의한 컨버터의 경우, 사용된 스위치의 턴-온 동작은 영전류 스위칭으로 되는 장점이 있지만, 스위치의 턴-오프 동작은 최대 전류에서 스위칭되어 스위칭 손실을 증대시키고 스위치의 과중한 스트레스를 가져오게 된다. 이것은 컨버터의 효율을 저하 시키는 요인이다. 본 논문에서는 부분공진 회로로 동작되는 새로운 무손실 스너버 회로를 설계하여 스위치들의 턴-온, 턴-오프 동작을 소프트 스위칭으로 만들어 컨버터의 효율을 더욱 증대시킨다 제안된 PWM-PFC 스텝-업 컨버터는 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성이 입증된다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.111-120
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• 2002

멀티레벨 인버터 시스템은 낮은 고조파 성분과 높은 전력이 요구되는 분야에 매우 효율적인 시스템이다. 멀티레벨 인버터 시스템의 경우에 스위치 소자의 손실은 기존의 방법으로는 해석 할 수 없다. 그 이유는 각 스위치 소자의 손실이 2-레벨과는 다르게 서로 같지 않기 때문이다. 본 논문에서는 멀티레벨 인버터 시스템에 대한 전도 손실과 스위칭 손실의 간단하고 정확한 방법을 제안하였다. 제안된 방법의 타당함은 3-레벨과 4-레벨 다이오드 클램프드 인버터 시스템에 대해 증명하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.337-343
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• 2015

The multi-level inverters are highly efficient for high-power and medium-voltage AC driving applications, such as high-speed railway systems and renewable energy resources, because such inverters generate lower total harmonic distortion (THD) and electromagnetic interface (EMI). Lower switching stress occurs on switching devices compared with conventional two-level inverters. Depending on the multi-level inverter topology, the required components and number of switching devices are different, influencing the overall efficiency. Comparative studies of multi-level inverters based on loss analysis and output characteristic are necessary to apply multi-level inverters in high-power AC conversion systems. This paper proposes a theoretical loss analysis method based on piecewise linearization of characteristic curves of power semiconductor devices as well as loss analysis and output performance comparison of five-level neutral-point clamped, flying capacitor inverters, and high-level cascaded H-bridge multi-level inverters.

• 전력전자학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.209-214
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• 2000

본 논문에서는 FB ZVT PWM DC-DC 컨버터에서 영전압 스위칭에 도달하기 위해 두 개의 보조 스위치 대신에 가포화 인덕터를 사용한다. 기존의 고주파 위상 변위 FB ZVT PWM DC-DC 컨버터는 프리휠링 주기동안 고주파 변압기와 스위칭 소자를 통해 흐르는 순환전류를 갖으며, 이러한 순환전류로 인해 컨버터의 도전손실이 증가한다. 이러한 손실을 줄이기 위해 변압기의 2차측에 도전손실저감회로를 제안한다. 컨버터의 동작원리를 자세하게 설명하고 제안된 회로를 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다.