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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김래영
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 한양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수18
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2023
SiC 전력반도체의 병렬 구동 시 전류 불균형을 최소화하는 Mezzanine 구조의 방열일체형 스위칭 모듈 개발
이정호
,
민성수
,
이기영
외 1명
전력전자학회논문지
2023.02
학술저널
SiC 전력반도체 병렬 구동을 위한 대칭 구조 및 낮은 기생 인덕턴스를 가진 방열 일체형 스위칭 모듈 개발 : Development of Switching Power Module with Integrated Heat Sink and with Symmetrical Layout for Low Parasitic Inductance of Parallel SiC Power Semiconductors
이정호
전기공학과
2023.01
학위논문
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본 논문에서는 범용 이산 패키지(TO-247) 기반 전력반도체 소자의 병렬 구동 시 발생하는 Ringing 및 전류 불균형을 최소화하기 위해 게이트 및 파워 루프에 있어 균일한 병렬 스위치 특성을 갖는 구조적 기법을 적용함과 동시에 방열 설계의 유연성과 높은 전력 밀도를 가진 방열 일체형 스위칭 모듈에 대해 제안한다.
먼저 WBG 소자를 단일 및 병렬 스위치로 사용할 경우 게이트 루프 및 파워 루프의 기생 인덕턴스가 스위칭 동작에 미치는 영향을 PSPICE시뮬레이션을 통해 분석하고, 높은 전력 밀도를 가짐과 동시에 Low Profile 구조를 가질 수 있도록 제안하는 구조적 기법의 배치를 적용한 방열 일체형 병렬 하프 브릿지 스위칭 모듈을 설계한다. 또한 제시한 기법으로 설계된 스위칭 모듈의 실제 기생 인덕턴스에 대한 유효성을 검증하기 위해 Ansys사의 FEA(Finite Element Analysis) 프로그램을 사용하여 병렬 스위치의 게이트 루프 및 파워 루프의 대칭성에 대해 분석하고 제안하는 스위칭 모듈의 전류 밸런싱의 유효성 검증을 위하여 입력 전압 300V 조건에서 DPT(Double Pulse Test) 실험과 7.5kW LLC 공진형 컨버터 실험에 적용하여 정상상태 및 과도구간에서 병렬 스위치의 전류 밸런싱에 대한 다양한 실험 결과를 제시한다.
먼저 WBG 소자를 단일 및 병렬 스위치로 사용할 경우 게이트 루프 및 파워 루프의 기생 인덕턴스가 스위칭 동작에 미치는 영향을 PSPICE시뮬레이션을 통해 분석하고, 높은 전력 밀도를 가짐과 동시에 Low Profile 구조를 가질 수 있도록 제안하는 구조적 기법의 배치를 적용한 방열 일체형 병렬 하프 브릿지 스위칭 모듈을 설계한다. 또한 제시한 기법으로 설계된 스위칭 모듈의 실제 기생 인덕턴스에 대한 유효성을 검증하기 위해 Ansys사의 FEA(Finite Element Analysis) 프로그램을 사용하여 병렬 스위치의 게이트 루프 및 파워 루프의 대칭성에 대해 분석하고 제안하는 스위칭 모듈의 전류 밸런싱의 유효성 검증을 위하여 입력 전압 300V 조건에서 DPT(Double Pulse Test) 실험과 7.5kW LLC 공진형 컨버터 실험에 적용하여 정상상태 및 과도구간에서 병렬 스위치의 전류 밸런싱에 대한 다양한 실험 결과를 제시한다.
목차
제 1 장 서론 11.1 연구배경 및 필요성 11.2 연구 내용 및 논문 구성 4제 2 장 제안하는 Parallel Half Bridge Switching Module 52.1 제안하는 Parallel Half Bridge Switching Module 구조 소개 52.2 Parallel Half Bridge Switching Module의 게이트 루프 62.2.1 단일 스위치 게이트 루프 기생 인덕턴스 크기에 따른 영향 62.2.2 병렬 스위치 게이트 루프 기생 인덕턴스 크기에 따른 영향 102.2.3 제안하는 병렬 스위치 배치 구조 142.3 Parallel Half Bridge Switching Module의 파워 루프 192.3.1 단일 스위치 파워 루프 기생 인덕턴스 크기에 따른 영향 192.3.2 병렬 스위치 파워 루프 기생 인덕턴스 크기에 따른 영향 272.3.3 제안하는 Parallel Half Bridge Switching Module 312.4 방열 일체형 스위칭 모듈 36제 3 장 제안하는 구조 설계 및 분석 373.1 전체적인 PCB Artwork 373.2 Parallel Half Bridge Switching Module의 게이트 루프 분석 393.3 Parallel Half Bridge Switching Module의 파워 루프 분석 433.4 Parallel Half Bridge Switching Module개발품 47제4 장 성능 검증 494.1 DPT(Double Pulse Test) 실험 494.2 7.5kW LLC 공진형 컨버터 실험 52제 5 장 결론 57References 58ABSTRACT 61
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