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[IT뉴스]전기연, 펄스파워 제어용 반도체 기반 대용량 스위치 개발

온카뱅크관리자

2025-02-24 09:37:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">가속기, 레일건, 직류 차단기 등 활용<br>“해외서도 주목, 해외시장 선점 노력”</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="Y4nLuV8tug">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="83968755c8211eb60e4c49a8c99c476b35c50e8daf3c9fe4524cf89e7febc1c4" dmcf-pid="G8Lo7f6Fzo" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="KERI가 개발한 반도체 기반 대용량 스위치. ⓒ" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202502/24/dailian/20250224093318809objk.jpg" data-org-width="615" dmcf-mid="WOSvJAEQ7a" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202502/24/dailian/20250224093318809objk.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            KERI가 개발한 반도체 기반 대용량 스위치. ⓒ
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="acf439ef4ad8a98e5a5ad0a0508c3e066fdfd0c1191a4c75c65ee738e0dd0690" dmcf-pid="H6ogz4P3zL" dmcf-ptype="general">한국전기연구원(KERI)은 ‘펄스파워 제어용 반도체 기반 대용량 스위치’ 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="7fa57819b4d6106a3158ed78143f9fe5ce575ab55dfea8d38a082527d72fe6bd" dmcf-pid="XPgaq8Q0Fn" dmcf-ptype="general">‘펄스파워(Pulse Power)’는 낮은 전력으로 에너지를 충전한 후, 높은 전력으로 순간 방전하는 기술이고, 이를 제어하는 것이 대용량 스위치다.</p>
          <p contents-hash="8ecc1632f3b0faa334bf312163c0b04831b87548435dedb7dfe9c6fdc5754003" dmcf-pid="ZQaNB6xpui" dmcf-ptype="general">대용량 스위치는 순간적인 힘(전자기력)으로 입자를 빠르게 움직이는 가속기, 탄환을 쏘는 레일건(코일건), 먼 지역까지 전파를 쏘는 레이더 등의 분야에서 주로 활용되고 있다. 이 외에도 차세대 전력전송 방식인 직류(DC)를 차단하는 기기를 비롯해 핵융합, 반도체 공정 등 다방면에서 주목받는 기술이다.</p>
          <p contents-hash="bfd6d5c6a99576222a8baa2779408ac177866e04aa82a5d34b2c77c5ecc3c56a" dmcf-pid="5xNjbPMUUJ" dmcf-ptype="general">현재 산업계에서 활용되는 대용량 스위치의 대부분은 기계적 가스를 이용한다. 가스 스위치는 최대로 견딜 수 있는 정격 전압·전류가 높다는 장점이 있다. 그러나 주요 응용 분야인 가속기에 적용할 경우, 2~3년마다 70억 이상의 교체 비용이 발생했고, 고장에 취약하며 펄스파워를 제어하는 정밀도에도 한계가 있었다.</p>
          <p contents-hash="419c1dc8e6cd8e3e7a213ad9664c2132b973e0e435402ddf68d6c8e056e884fb" dmcf-pid="1MjAKQRupd" dmcf-ptype="general">이에 반영구적 수명을 가지면서도, 펄스파워 제어를 세밀하게 할 수 있는 ‘반도체 소자 기반 대용량 스위치’가 대안으로 떠오르고 있다.</p>
          <p contents-hash="861afad50db550648eb2a39dea843f9034750c98981118cf664013069346f546" dmcf-pid="t4nLuV8tue" dmcf-ptype="general">해당 기술은 정격 전압·전류가 낮은 반도체 소자를 하나하나씩 쌓고(스택킹), 이들을 동시에 구동해 하나의 대용량 스위치처럼 사용하는 방식이다.</p>
          <p contents-hash="c6e457f5068d60faa51d9c74c6370c1b4552433c005a5ae4d8cc41217a8b9385" dmcf-pid="F8Lo7f6F3R" dmcf-ptype="general">하지만 정밀한 설계가 요구되고, 각 소자에 전압과 전류를 고르게 분포시키는 밸런싱 기술, 여러 소자를 동시에 켜고 끄는(동기 구동) 기술 등의 난이도가 높아 전 세계적으로도 기술 개발 및 실증에 많은 어려움을 겪고 있었다.</p>
          <p contents-hash="da55f32a34fba26f7fd3faecfbf21eb12ae02515b12328db2d763baf26e8148e" dmcf-pid="36ogz4P3UM" dmcf-ptype="general">지난 20년 넘게 관련 분야를 꾸준히 연구해 온 KERI 전기물리연구센터는 반도체 대용량 스위치 기술을 국내 최초로 개발하고 실증까지 하는 데 성공했다.</p>
          <p contents-hash="17952481f2801409623e322e5e01e1e97ac4e3979ca16453a4c7cbec55e9d962" dmcf-pid="0Pgaq8Q0Fx" dmcf-ptype="general">이번 성과의 핵심은 수천 개의 반도체 소자를 사용한 해외 기술과 달리, 단 수십 개의 저전력 스위칭 소자만 활용했다는 것이다. 소자 개수가 적은 만큼 유지·보수가 용이하며, 시중에서 쉽게 구매할 수 있는 소자로 개발해 상용화에도 유리하다. 또한 소자들을 다양한 직·병렬 구조로 조합할 수 있어 수요자 요구사항에 따른 맞춤형 설계가 가능하다.</p>
          <p contents-hash="396f27b5540a439af50a5c1785652875a051158cd0e7ada7dd8118ec5b80e9d1" dmcf-pid="UxNjbPMU7P" dmcf-ptype="general">스위치가 견딜 수 있는 최대 전압과 전류는 각각 50kV, 10kA로 세계 최고 수준을 자랑하면서도, 개발 기간을 세계 유수 기업들보다도 1년 반 빠르게 단축했다(총 2년 소요). 연구진은 국산화 개발한 스위치를 기술 수요처인 포항가속기연구소 및 동남권원자력의학원과 협력해 실증까지 마쳤다.</p>
          <p contents-hash="ca85d788271668aa9da9c38d8ebe9f4fa79cf4d3bdf3532695360b766fe26d0a" dmcf-pid="uMjAKQRuF6" dmcf-ptype="general">장성록 KERI 전기물리연구센터장은 “전 세계 대용량 스위치의 시장 규모는 무려 9조4000억원에 이를 정도로 적용 범위가 무궁무진하다”며 “우리의 성과가 국내를 넘어 해외에서도 큰 주목을 받는 상황으로, 좋은 결과를 얻을 수 있도록 노력해 해외 시장을 선점하겠다”고 말했다.</p>
         </section> 
        </div> 
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