고효율 고전력 Inverse Class-F GaN HEMT 동기 정류기 설계 = Design of High-Efficiency and High-Power Inverse Class-F GaN HEMT Synchronous Rectifier

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 트랜지스터를 기반으로 한 고효율 고전력 동기 정류기를 설계하였다. 다이오드를 기반으로 한 정류기는 비교적 간단한 구조로 많이 사용되어왔지만, UAV, 전기차 충전 등과 같은 고전력을 요하는 어플리케이션에는 적합하지 않다. 트랜지스터를 기반으로 한 정류기는 30 dBm 이상의 높은 전력에서도 고효율로 정류가 가능한 장점이 있다. 트랜지스터 기반의 정류기는 시간 역전 이중성 이론을 바탕으로 스위치 모드 전력증폭기의 전력 흐름을 부하에서 DC 공급 전원으로 역전시킴으로써 정류기로써 동작한다. 동기 정류기와 자가 동기 정류기가 있으며, 본 논문에서는 동기정류기를 설계하였다. Inverse Class-F 모드로 동작하도록 고조파를 제어하여 높은 정류 효율을 갖도록 설계하였으며, 제안된 정류기의 성능으로는 측정 결과 37 dBm의 입력 전력에서 73.2%의 정류 효율을 달성하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, a high-efficiency, high-power synchronous rectifier based on transistors was designed. The widely used diode-based rectifiers have a relatively simple structure but are unsuitable for high-power applications, such as unmanned aerial vehicle and electric vehicle charging. In contrast, transistor-based rectifiers operate by reversing the power flow of a switch-mode power amplifier from the load to the DC supply based on time-reversal duality and can rectify efficiently, even at a high power of 30 dBm or more. The proposed transistor-based synchronous rectifier was designed to have a high rectification efficiency by controlling the harmonics to operate in the inverse Class-F mode and achieved a peak efficiency of 73.2% at an input power of 37 dBm.