• Journal of Power Electronics
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• 제13권5호
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• pp.766-778
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• 2013

The depletion of natural resources and renewable energy sources, such as photovoltaic (PV) energy, has been highlighted for global energy solution. The PV power control unit in the PV power-generation technology requires a high step-up DC-DC converter. The conventional step-up DC-DC converter has low efficiency and limited step-up ratio. To overcome these problems, a novel high step-up DC-DC converter using an isolated switched capacitor cell is proposed. The step-up converter uses the proposed transformer and employs the switched-capacitor cell to enable integration with the boost inductor. The output of the boost converter and isolated switched-capacitor cell are connected in series to obtain high step-up with low turn-on ratio. A hardware prototype with 30 V to 40 V input voltage and 340 V output voltage is implemented to verify the performance of the proposed converter. As an extended version, another novel high step-up isolated switched-capacitor single-ended DC-DC converter integrated with a tapped-inductor (TI) boost converter is proposed. The TI boost converter and isolated-switched-capacitor outputs are connected in series to achieve high step-up. All magnetic components are integrated in a single magnetic core to lower costs. A prototype hardware with 20 V to 40 V input voltage, 340 V output voltage, and 100 W output power is implemented to verify the performance of the proposed converter.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권6호
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• pp.1445-1453
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• 2017

In this study, a new zero-voltage transition (ZVT) buck converter with coupled inductor using a synchronous rectifier and a lossless clamp circuit is proposed. The regular buck converter with tapped inductor has extended duty cycle for high step-down applications. However, the leakage inductance of the coupled inductor produced considerable voltage spikes across the switch. A lossless clamp circuit is used in the proposed converter to overcome this problem. The freewheeling diode was replaced with a synchronous rectifier to reduce conduction losses in the proposed converter. ZVT conditions at turn-on and turn-off instants were provided for the main switch. The synchronous rectifier switch turned on under zero-voltage switching, and the auxiliary switch turn-on and turn-off were under zero-current condition. Experimental results of a 100 W-100 kHz prototype are provided to justify the validity of the theoretical analysis. Moreover, the conducted electromagnetic interference of the proposed converter is measured and compared with its hard-switching counterpart.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1-2
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• 2013

본 논문에서는 전류연속 모드로 동작하는 탭인덕터 부스트 컨버터 회로소자의 주요 전류 및 전압 스트레스에 관한 수식을 유도하고, 최적설계를 도출할 수 있는 실용적인 설계기준을 제안하며, 실험을 통해 설계의 유효성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.7-8
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• 2013

본 논문에서는 영전압 스위칭 탭인덕터 부스트 컨버터를 제안한다. 기존 컨버터는 DCM구간에 MOSFET의 Coss과 RC 스너버 및 탭인덕터의 공진에의해 MOSFET 양단에 전압 오실레이션이 발생하면서 턴온 시점에 따라 MOSFET 발열이 결정된다. 그래서 부하 변동과 부품편차와 무관하게 항상 최저전압조건에서 턴온하여 MOSFET의 발열을 저감하는 회로를 제안한다. 본 논문에서는 제안된 부스트 컨버터의 동작원리를 이론적으로 해석하고, 시제품 제작 및 실험을 통해 타당성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.5-6
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• 2013

본 논문에서는 모바일 기기 등에 사용되는 소형 디스플레이를 위한 고효율 경계모드 탭인덕터 부스트 LED 구동회로를 분석하여 장점을 밝히고 최적의 설계기준을 제시한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.3-4
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• 2013

본 논문에서는 전류연속 모드로 동작하는 탭인덕터 부스트 컨버터를 위한 무손실 스너버를 제안하고 그 동작을 분석하며, 실험을 통해 그 유효성을 검증한다.

• Journal of Power Electronics
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• 제13권2호
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• pp.177-185
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• 2013

This paper studies a soft switching DC/DC converter to achieve zero voltage switching (ZVS) for all switches under a wide range of load condition and input voltage. Two three-level PWM circuits with the same power switches are adopted to reduce the voltage stress of MOSFETs at $V_{in}/2$ and achieve load current sharing. Thus, the current stress and power rating of power semiconductors at the secondary side are reduced. The series-connected transformers are adopted in each three-level circuit. Each transformer can be operated as an inductor to smooth the output current or a transformer to achieve the electric isolation and power transfer from the input side to the output side. Therefore, no output inductor is needed at the secondary side. Two center-tapped rectifiers connected in parallel are used at the secondary side to achieve load current sharing. Due to the resonant behavior by the resonant inductance and resonant capacitance at the transition interval, all switches are turned on at ZVS. Experiments based on a 1kW prototype are provided to verify the performance of proposed converter.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.54-63
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• 2007

최근 저전압 대전류 출력 특성을 갖는 연료전지를 위한 새로운 발전시스템으로 주목받고 있다. 연료전지 발전시스템에서는 DC-DC 승압용 컨버터와 DC-AC 인버터가 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 연료전지의 전압을 $380[V_{DC}]$로 승압하기 위한 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 $220[V_{AC}]$로 변환하기 위한 LC필터를 가진 PWM 인버터로 구성된 전력변환장치를 제안하였다. 특히 제안한 고주파 절연형 ZVZCS PWM DC-DC 컨버터는 환류 다이오드를 포함한 탭부 인덕터 필터를 이용하여 순환 전류를 저감시켰으며, 스위치 및 변압기의 턴-온, 턴-오프시에 오버슈트 전압이나 과도현상이 발생하지 않는다. 그리고 넓은 출력 전압 조정에도 효율을 $93{\sim}97[%]$정도 얻을 수 있으며, 출력 부하전류의 변화에 대해 거의 일정한 출력 전압 특성을 가졌다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.962-970
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• 2019

본 논문에서는 자기구동 동기스위치를 이용한 비절연 고효율 고전압출력 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 전통적인 승압형 DC-DC 컨버터 구조에 탭형 인덕터를 적용함으로써 고전압출력을 달성하며 주스위치부에 무손실 커패시터-다이오드(LCD, lossless capacitor-diode) 스너버를 적용하여 스위치 전압스트레스를 저감한다. 그리고 출력부에 다이오드 대신에 동기스위치를 적용함으로써 역회복 문제를 해결하고 고효율을 달성한다. 제안한 컨버터의 동기스위치는 자기구동방식을 이용하고 단순한 구조를 가진다. 본 논문에서는 제안한 컨버터의 동작원리를 먼저 설명하고, 후에 컨버터 프로토타입의 설계예를 제시한다. 그리고 설계된 회로파라미터로 제작된 프로토타입의 실험결과로써 제안한 컨버터의 특성을 보인다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권4호
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• pp.1296-1308
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• 2014

This paper presents a new zero voltage switching (ZVS) converter for medium power and high input voltage applications. Three three-level pulse-width modulation (PWM) circuits with the same power switches are adopted to clamp the voltage stress of MOSFETs at $V_{in}/2$ and to achieve load current sharing. Thus, the current stresses and power ratings of transformers and power semiconductors at the secondary side are reduced. The resonant inductance and resonant capacitance are resonant at the transition interval such that active switches are turned on at ZVS within a wide range of input voltage and load condition. The series-connected transformers are adopted in each three-level circuit. Each transformer can work as an inductor to smooth the output current or a transformer to achieve the electric isolation and power transfer. Thus, no output inductor is needed at the secondary side. Three center-tapped rectifiers connected in parallel are used at the secondary side to achieve load current sharing. Compared with the conventional parallel three-level converters, the proposed converter has less switch counts. Finally, experiments based on a 1.44kW prototype are provided to verify the operation principle of proposed converter.