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핵심기술
고방열 LTCC 기판의 다층회로기술을 적용한 E-바이크용 초소형·고효율 48V-to-5V/12V 이중출력 컨버터

최종목표
효율 90% 이상 및 사이즈 25cm³ 이하의 입력 48V, 출력 5V/3.1A와 12V/2.0A를 동시에 출력하는 이중출력컨버터 개발

개발내용 및 결과
E-바이크용 입력 48V, 출력 5V(3.1A) 와 12V(2.0A)를 동시에 출력하는 이중 출력컨버터 개발
o 글로벌 시장 진입을 위해 48V 뿐만 아니라 36V 입력 적용을 추가

핵심기술
고방열 LTCC 기판의 다층회로기술을 적용한 E-바이크용 초소형·고효율 48V-to-5V/12V 이중출력 컨버터

최종목표
효율 90% 이상 및 사이즈 25cm³ 이하의 입력 48V, 출력 5V/3.1A와 12V/2.0A를 동시에 출력하는 이중출력컨버터 개발

개발내용 및 결과
E-바이크용 입력 48V, 출력 5V(3.1A) 와 12V(2.0A)를 동시에 출력하는 이중 출력컨버터 개발
o 글로벌 시장 진입을 위해 48V 뿐만 아니라 36V 입력 적용을 추가
o 고온 및 저온저장시험 < ±0.01%/℃ 달성
o 중국 시장에서 요구하는 온습도 환경 신뢰성 시험 추가 (< ±0.01%/℃)
o E-바이크에 적용하기 위한 실부하 데모 시험 추가
o 배터리팩 집적형 및 단품 사업화를 위한 시제품 개발
- 시제품 #1. GaN전력반도체와 LTCC를 적용한 컨버터
. 사이즈 19.94cm³
. 효율: 93.5%(@48V_in), 94.1%(@36V_in)
- 시제품 2. Si전력반도체와 LTCC를 적용한 컨버터
. 사이즈 19.94cm³
. 효율: 92.8%(@48V_in), 93.5%(@36V_in)
- 시제품 3. Si전력반도체와 LTCC를 적용한 단품형 컨버터
. 사이즈 24.81cm³
. 효율: > 93.09%(@48V_in), > 93.17%(@36V_in)
- 시제품 4. Si전력반도체와 PCB를 적용한 컨버터
. 사이즈 19.94cm³
. 효율: > 92.2%(@48V_in), 92.7%(@36V_in)
- 시제품 5. Si전력반도체와 PCB를 적용한 단품형 컨버터
. 사이즈 24.58cm³
. 효율: > 92.31%(@48V_in), > 92.83%(@36V_in)

기술개발배경
o 전세계 환경 규제 강화와 에너지 효율 증대 및 삶의 질 향상 욕구가 증대되면서 친환경성과 편의성을 갖춘 전기 동력원의 퍼스널 E-모빌리티 산업이 탄생
o E-바이크는 점차 Display, LED light, Audio 등 다양한 전자기기를 추가함에 따라, 12V 전압의 사용량이 증가하고 있으며, 모바일 기기 충전 및 black box를 위한 5V 전압을 하나의 컨버터에 출력하고자 하는 시장의 Needs에 의해, 48V(36V) 배터리에서 전압을 받아 12V와 5V의 두 가지 직류 전압으로 출력 변환하는 이중출력컨버터를 요구하고 있음
o E-바이크 시장은 ‘21년 약 13조원의 시장이 전망되며, 이 중 중국은 약 85%로 10.8조원의 시장이 전망되는 바, 중국을 타겟으로 제품을 개발하고자 함
o 주관기관은 기존의 RF 및 통신 분야의 사업 영역에서 전력 분야로의 사업 영역을 확대하고 사업 종료 후, 3년간 75억원 이상 매출 달성 및 28명 이상의 일자리 창출을 계획

핵심개발기술의 의의
o E-바이크에 적용하기 위한 48V-to-5V/12V 이중출력컨버터는 신규개발을 요구하는 제품으로, 고속 스위칭 구동 및 기존의 PCB 대비 열전도도가 약 10배 높고, 다층회로에 내장형 비아 공정이 가능한 LTCC를 활용하여 기존 경쟁사 제품 대비 약 5% 이상의 효율 및 1.5cm³ 이상의 부피 감소를 달성함
o 사전 기획 시, 국내외 Needs를 보인 수요기업을 비롯하여 글로벌 시장 진출이 가능함

적용분야
E-바이크 및 제품군 확장을 통해 전기 스쿠터, 전기 오토바이, 전기 자동차 등 다양한 퍼스널 E-모빌리티 분야

(출처 : 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 8
• 국문 요약문 ... 12
• 목차 ... 13
• 표목차 ... 14
• 그림목차 ... 15
• 제 1 장 서론 ... 17
• 제 1 절 기술개발의 중요성 및 필요성 ... 17
• 제 2 절 국내·외 관련 기술 및 시장의 현황 ... 22
• 1. 국내 기술 동향 및 수준 ... 22
• 2. 국외 기술 동향 및 수준 ... 23
• 3. 국내외 시장의 현황 ... 26
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급효과 ... 29
• 1. 기술적 파급효과 ... 29
• 2. 경제적·산업적 파급효과 ... 29
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 31
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 31
• 1. 최종 목표 ... 31
• 2. 기술개발의 평가 방법 및 평가 항목 ... 34
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 37
• 1. 개발 목표 ... 37
• 2. 개발 내용 및 개발 범위 ... 37
• 제 3 장 결과 및 향후 계획 ... 39
• 제 1 절 연구개발 결과 ... 39
• 1. 연차 연구개발 추진 일정 ... 39
• 2. 연차 연구개발 추진 실적 ... 40
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 62
• 1. 기술개발 추진 방법·전략 ... 62
• 2. 기술개발 추진 체계 ... 63
• 3. 기술개발팀 편성도 ... 64
• 제 3 절 사업화 전망 ... 65
• 제 4 절 사업비 사용현황 ... 66
• 제 5 절 연구개발결과의 활용계획 ... 68
• 끝페이지 ... 71