캐스코드 GaN HEMT를 적용한 LLC 공진형 컨버터에 관한 연구

Abstract

본 논문은 캐스코드 GaN HEMT를 적용한 LLC 공진형 컨버터에 관한 연구이다. GaN HEMT는 도통손실에 영향을 주는 온 저항 RDS(on)과 스위칭 속도에 영향을 주는 총 게이트 전하량 Qg가 기존의 Si MOSFET에 비해 매우 낮은 특성을 보임으로써 이를 DC-DC컨버터에 적용할 경우, 고효율과 고주파 스위칭 동작을 기대할 수 있다. 이러한 특성을 갖는 새로운 전력 반도체 소자인 캐스코드 GaN HEMT를 적용하여 최대 스위칭 주파수 600kHz, 정격 입력전압 390V, 정격 출력전력 300W(27V/11.1A)의 LLC 공진형 컨버터를 설계 및 제작하였으며, 기존의 Si MOSFET를 적용한 LLC컨버터와 비교하여 실험을 진행하였다. 그 결과 본 논문에서 제시한 LLC 공진형 컨버터의 정상동작을 확인하였으며, 최대 효율로서 94.95%의 효율을 얻어 기존의 Si MOSFET를 적용한 LLC컨버터 보다 2%의 효율 개선을 이룸으로써 GaN HEMT의 우수성을 입증하였다.