전력전자 기술은 전기에너지를 효율적으로 변환, 제어, 분배하는 핵심 기술로, 현대 산업 및 에너지 시스템의 기반이 됩니다. 김종수 연구실은 다양한 전력변환기(DC-DC, AC-DC, DC-AC 등)와 인버터, 컨버터의 설계 및 최적화, 그리고 이들의 효율 향상에 중점을 두고 연구를 수행하고 있습니다. 특히, GaN(갈륨 나이트라이드) 및 SiC(실리콘 카바이드)와 같은 와이드 밴드갭(WBG) 반도체 소자를 적용하여 고주파, 고효율, 고밀도 전력변환 시스템을 개발하고 있습니다. 이 연구실에서는 전력변환기의 손실 분석, 데드타임 최적화, 동기 정류기 구동, 병렬제어, 페이즈 셰딩 등 다양한 제어 알고리즘을 개발하여 실제 시스템에 적용하고 있습니다. 또한, 전력변환기의 신뢰성 향상과 보호회로 설계, PCB 레이아웃 최적화 등 실용적인 문제 해결에도 집중하고 있습니다. 실험 및 시뮬레이션을 통해 이론적 모델의 타당성을 검증하며, 산업 현장에서 요구하는 고신뢰성, 고효율, 소형화된 전력변환 솔루션을 제시하고 있습니다. 이러한 연구는 전기자동차, 신재생에너지, 산업용 전원장치, 무선전력전송 등 다양한 응용 분야에 직접적으로 활용되고 있습니다. 연구실의 성과는 국내외 학술지와 특허, 산학협력 프로젝트를 통해 산업계와 학계에 널리 확산되고 있으며, 차세대 에너지 시스템의 혁신을 이끌고 있습니다.

김종수 연구실은 무선전력전송(WPT: Wireless Power Transfer) 기술과 신재생에너지 하이브리드 시스템의 융합 연구를 선도하고 있습니다. 특히, RX-Sensorless 무선전력전송 시스템, LCC 및 LLC 공진형 컨버터 기반의 고효율 무선충전 시스템, 송수신 코일 구조 최적화, 패드의 자기결합 특성 분석 등 다양한 주제를 다루고 있습니다. 수신단 센서리스 방식, 와전류 손실을 고려한 출력전압 모델링, 저전력 및 고전력 무선충전 시스템의 설계와 제어 알고리즘 개발 등 실용적이고 혁신적인 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 이와 더불어, 태양광, 연료전지, 배터리, 슈퍼커패시터 등 다양한 에너지원이 결합된 하이브리드 발전 시스템의 최적화에도 집중하고 있습니다. 단일 컨버터 및 인버터 구조, 듀얼 컨버터 기반의 복합 발전 시스템, 배터리 및 슈퍼커패시터 하이브리드 에너지 저장 시스템(HESS) 등 다양한 토폴로지와 제어기법을 개발하여 신재생에너지의 효율적 활용과 에너지 관리의 지능화를 추구하고 있습니다. 이러한 연구는 전기차, 스마트홈, 산업용 무선충전, 분산형 에너지 시스템 등 다양한 미래 에너지 응용 분야에 적용되고 있습니다. 실험적 검증과 시뮬레이션, 특허 및 산학협력 프로젝트를 통해 기술의 실용화와 산업적 파급효과를 극대화하고 있으며, 차세대 에너지 인프라 구축에 기여하고 있습니다.