A Study on ZVCS DC-DC Chopper by using Partial Resonant Method

부분공진 기법이 적용된 ZVCS DC-DC 초퍼에 관한 연구

Recently, DC-DC choppers must be increased switching frequency in order to achieve a small size, a light weight and a low noise. However, the switches of chopper are subjected to high switching power losses and switching stresses. As a result of these, the chopper system bring on a low power efficiency. To improved these, this paper is studied on a new DC-DC chopper of high efficiency operated with soft switching(that is, zero current switching and zero voltage switching, ZVCS), of semiconductor switches using in chopper. The soft switching operation is applied to a partial resonant method that the switches operate at zero current of inductor and zero voltage of capacitor in resonant circuit. And the partial resonant circuit makes use of a inductor using step-up and a snubber capacitor, the circuit topology of chopper is simple. Some simulative results on computer and experimental results confirm the validity of analytical results of the DC-DC chopper.

최근 DC-DC 초퍼의 소형경량화 및 저소음화를 위해서 초퍼에 사용한 전력용 반도체 스위치의 스위칭 주파수를 증대시키고 있다. 이에 따른 스위칭 손실의 증대는 초퍼의 효율을 상당히 감소시키는 요인으로 주어진다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 초퍼에 사용한 반도체 스위치의 턴-온, 턴-오프를 소프트 스위칭(영전류 또는 영전압 스위칭)으로 동작시켜 스위칭 손실을 최소화하는 새로운 고효율의 DC-DC 초퍼를 제안한다. 제안한 초퍼의 소프트 스위칭 동작은 스위치의 동작 시점에 부분공진 회로가 형성되어 인덕터의 전류와 커패시터의 전압이 영으로 될 때 스위치를 동작시키는 부분공진 기법이 적용된다. 또한 제안한 초퍼에 적용된 부분공진 회로는 승압용으로 사용한 인덕터와 스너버 커패시터에 의해 설계되어 초퍼의 회로 토폴로지가 간단하다. 컴퓨터 시뮬레이션과 실험결과를 통해 제안한 DC-DC 초퍼의 타당성이 입증된다.