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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학술저널
- 저자정보
- 발행연도
- 2022.9
- 수록면
- 8 - 15 (8page)
- DOI
- 10.5762/KAIS.2022.23.9.8
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전력변환시스템의 효율 개선에 관한 관심은 기존의 전력전자 시장의 대부분을 차지했던 실리콘(Si: silicon) 전력반도체의 물리적 한계로 인해 차세대 전력반도체라 불리는 질화갈륨 고속 전자 이동 트랜지스터(GaN HEMT: Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor)에 관한 연구로 확대되고 있다. 하지만 GaN HEMT를 적용한 연구는 kW 급의 전력 시스템에 초점이 맞춰졌으며 소형 전자기기 적용을 위한 저전력 시스템에서의 이론적 분석은 부족한 실정이다. 이론적 분석 없이 실험 결과에만 의존하는 기존 저전력 시스템의 효율 개선 연구는 다양한 시스템 환경에 적용하기엔 한계가 존재한다. 따라서, 본 논문에서는 원통형 리튬이온배터리를 충전할 수 있는 벅컨버터 토폴로지를 선정하여 저전력 시스템에서 Si MOSFET과 GaN HEMT의 효율 비교를 위한 단계적 손실 분석방법을 제안한다. 저전력 시스템의 손실 요인을 전기적 특성값으로 모델링했고 손실에 영향을 미치는 파라미터값은 측정값을 사용했다. 계산된 손실값을 통해 각 전력반도체 소자에 따른 경향성을 분석했고, 이를 검증하기 위해 벅컨버터를 설계하여 주파수에 따른 효율을 측정했다. 측정결과, 450 kHz 스위칭 구동에서 Si MOSFET 대신 GaN HEMT를 적용했을 때 13 %의 효율이 개선됐다. 단계적 이론 분석과 실험 결과를 통해 저전력 고주파 시스템에서 Si MOSFET보다 GaN HEMT가 더 적합함을 보였고 초고전력밀도, 초고효율의 GaN HEMT 어플리케이션 설계를 위해서는 스위칭 손실의 저감이 필수임을 보였다. 본 논문에서 제안한 저전력 시스템에서의 이론적 손실 분석법은 손실량을 정량적으로 평가할 수 있어 GaN HEMT를 적용한 저전력 시스템 설계 시 효율 분석 및 개선에 기여할 것으로 기대된다.
목차
요약
Abstract
1. 서론
2. 본론
3. 결론
References
참고문헌 (10)
참고문헌 신청
F. Roccaforte, G. Greco, P. Fiorenza and F. Iucolano, “An overview of normally-off GaN-based high electron mobility transistors”, Materials , Vol.12, No.10, pp.1599-1616, May 2019. DOI: http://dx.doi.org/10.3390/ma12101599
B. Stevanovic, G. Salinas, P. Alou, J.A. Cobos and M. Vasic, “Comparative evaluation of the two multilevel concepts with full ZVS operation employing WBG devices for use in 1500-V PV systems”, IEEE Transactions on Industry Application, Vol.58, No.3, pp.3922-3935, May 2022. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/TIA.2022.3156123
J. Millan, P. Godignon, X. Perpina, A. Perez-Tomas and J. Rebollo, “A survey of wide bandgap power semiconductor devices”, IEEE Transactions on Power Electronics , Vol.29, No.5, pp.2155-2163, May 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/TPEL.2013.2268900
D. Iero, R. Carotenuto, M. Merenda, F. Pezzimenti and F. G. D. Corte, “Performance evaluation of silicon and GaN switches for a small wireless power transfer system”, Energies, Vol.15, No.9, pp.3029-3046, Apr. 2022. DOI: https://doi.org/10.3390/en15093029
S. G. Han, Y.S. Noh, B. J. Hyon, J. S. Park, and D. Joo, “Development of a 3kW grid-tied PV inverter with GaN HEMT considering thermal considerations”, The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics , Vol.26, No.5, pp.325-333, Oct. 2021. DOI: https://doi.org/10.6113/TKPE.2021.26.5.325
B. Stevanovic, G. Salinas, P. Alou, J.A. Cobos and M. Vasic, “Comparative evaluation of the two multilevel concepts with full ZVS operation employing WBG devices for use in 1500-V PV systems”, IEEE Transactions on Industry Application, Vol.58, No.3, pp.3922-3935, May 2022. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/TIA.2022.3156123
J. Millan, P. Godignon, X. Perpina, A. Perez-Tomas and J. Rebollo, “A survey of wide bandgap power semiconductor devices”, IEEE Transactions on Power Electronics , Vol.29, No.5, pp.2155-2163, May 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/TPEL.2013.2268900
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