압전 트랜스포머의 전력 변환기회로에의 응용은 크게 두가지 방향으로 구분할 수 있다. 고압용 인버터와 저압용 DC-DC 컨버터에의 응용이다. 압전 트랜스포커를 이용한 고압용 인버터는 이미 실용화 단계에 와 있어서 시제품이 생산되고 있으며 저압용 DC-DC 컨버터에의 응용에 있어서도 MHz대의 스위칭 주파수를 갖는 고주파용 컨버터가 활발하게 연구되고 있다. 본고에서는 우선 압전 트랜스포머의 특징에 대하여 설명하고, 고압용 인버터에의 응용, 저압용 DC-DC 컨버터에의 응용, 결론의 순서로 해설하고자 한다.
본 논문은 가정용 DC 배전 시스템을 위한 DAB 컨버터 구조의 양방향 절연형 밧데리 충전기를 제안한다. 가정용 DC 배전 시스템은 양방향 AC-DC 정류기, 신재생 에너지원, 에너지 저장 시스템, 가정용 가전기기, 조명 등으로 구성되어진다. 가정용 DC 배전 시스템의 안정적인 동작을 보장하고 부하에 안정적인 전력을 공급하기 위하여 에너지 저장 시스템은 가정용 DC 배전 시스템에 필수적으로 요구되어진다. 다양한 양방향 DC-DC 컨버터 중에서, DAB 컨버터는 고주파 변압기로 절연된 고효율의 승압/강압이 가능한 양방향 DC-DC 컨버터이다. 본 논문에서는 DAB 컨버터의 기본적인 동작 특성과 설계 원리를 설명하고 가정용 DC 배전 시스템을 위한 밧데리의 충/방전 알고리즘을 제안한다. 제안한 밧데리 충전기의 성능을 검증하기 위하여 3kW(380Vdc 입력, 150-200Vdc 출력) DAB 컨버터를 제작/테스트하였다.
본 논문에서는 새로운 연료전지용 3상 전류형 능동 클램프 DC-DC 컨버터를 제안한다. 전류형 컨버터 구조에 능동 클램프 회로를 채용하여 과도기에 발생하는 서지전압을 저감하였고 모든 스위치에서 영전압 스위칭을 하며, 그 장점으로 : 연속적인 입력전류, 전압 오버슈트 제거, 영전압 턴 온 스위칭, 고주파 변압기 1차/2차 측에 부가적인 스너버 회로의 필요성 제거, 소프트 스위칭에 의한 저속 다이오드 적용 등이 있다. 더구나 대용량 발전 시스템에 적합하도록 전류형 컨버터 구조와 3상 전력변환 회로를 결합하였다. 3상 전력변환 적용의 장점은 : 입력전류 및 출력전압 주파수의 3배 증가, 스위치에 흐르는 RMS 전류 저감, 필터소자 용량 및 부피 감소, 고주파 변압기 이용률 증가, 전력회로의 단순화에 따른 전체 사이즈 축소 및 신뢰성 향상 등이 있다. 제안하는 3상 전류형 능동 클램프 DC-DC 컨버터는 이러한 장점들 때문에 발전용 연료전지 시스템의 승압형 DC-DC 컨버터에 적합하며 대용량 태양전지 발전 시스템 및 배터리 충전기 등에도 적용할 수 있다. 새로운 3상 DC-DC 컨버터와 함께 3상 PWM 알고리즘을 제안하며, 시뮬레이션과 프로토타입 제작, 실험을 통하여 그 성능을 평가, 확인한다.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.20
no.1
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pp.119-124
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2006
A novel high frequency insulated soft switching PWM DC-DC converter circuit is proposed and then it is achieved the high-efficiency. This converter does not use the o(citing current of a high frequency transformer but use inductance. Then it realizes a widely stable zero voltage switching operation with the use of a novel ON-OFF control method at synchronized rectification power MOSEFETs of the high frequency insulated transformer secondary. Therefore, it is brought over 97[%] measurement efficiency by proposed DC-DC converter.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.19
no.6
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pp.16-21
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2005
In paper, propose new partial resonance ZCS PWM controlled High frequency insulating Full-bridge DC/DC converter not using exciting current of high frequency transformer. It is compared with the existing principles in characteristics. It also realizes a widely stabilized ZVS operating using new ON-OFF control method at synchronized power rectification MOSFET of high frequency insulating transformer secondary. Besides, it is brought over 97[%] measurement efficiency by proposed DC-DC converts. It is proved effectiveness of new methods using DC UPS PWM rectifier as switching power supply.
본 과제를 통해 금속 구조물 음극 방식용 고성능 스위칭 정류기를 개발하였다. 개발된 정류기 회로는 크게 두 부분, 즉 1대로 구성된 AC/DC 컨버터부와 4대로 구성된 Module Type DC/DC 컨버터부로 되어 있다. AC/DC 컨버터는 IGBT PWM Rectifier로서 입력전압의 역률을 거의 1로 제어하고 있으며 또한 DC Link 전압을 일정하게 제어하고 있다. Module Type DC/DC 컨버터는 ZCS/ZVS 스위칭 동작을 통하여 스위칭 손실 감소와 함께 고주파 동작을 가능하게 하여, 입력측과 출력측의 전기적 절연을 위한 변압기로 고주파 변압기를 사용할 수 있게 하였다. 이로 인해 시스템의 부피와 무게를 현저히 감소시켰다. 본 과제에서 개발한 방식용 정류기 기술은 다른 유사 분야에의 적용도 가능한 것으로 사료된다.
Kim, S.C.;Park, S.S.;Kim, S.H.;Kim, D.T.;Nam, S.H.
Proceedings of the KIEE Conference
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2000.07b
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pp.1283-1285
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2000
고 주파수 스위칭 동작을 하는 DC/DC 컨버터 혹은 인버터를 효율적으로 제작하기 위하여 고주파용 펄스 변압기의 역할은 매우 중요하다. 동작주파수가 수십 혹은 수백 kHz일 경우에는 최소의 부피로 충분한 전력을 수용하면서 변압기를 설계 및 제작하기 위하여 코어 및 권선의 선정, 코어 및 권선의 손실, 변압기의 온도상승요소, 변압기의 발열, 변압기의 누설 인덕턴스, 권선 케페시턴스, 분포 케페시턴스 그리고 공진주파수 등을 고려하여 설계하고 시험 평가하여야 한다. 본 논문에서는 위의 여러가지 요소들을 고려하여 동작주파수가 100kHz인 DC/DC 컨버터 혹은 인버터를 고밀도 제작하기 위하여 고주파용 펄스변압기를 최소의 부피로 수kW 용량으로 변압기의 온도상승요소를 고려하여 설계, 제작 그리고 실험한 결과에 대하여 기술 하고자 한다.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.7
no.6
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pp.570-578
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2002
Cathodic protection is widely used to prevent corrosion of steel materials buried in the underground and sea. As a rectifier for cathodic protection, the conventional phase-controlled rectifiers have been used so far in spite of such shortcomings as large volume, heavy weight and floor power factor. In order to overcome such disadvantages, this paper proposes a new module-type switching rectifier for cathodic protection, which is composed of two parts, namely, AC/DC converter and module- type DC/DC converter. The AC/DC converter is a single-phase IGBT PWM rectifier, thus resulting in almost unity power factor and controlled DC output voltage. The module-type DC/DC converter operates under ZVS/ZCS switching condition to permit high frequency switching operation. It enables to use high-frequency transformer for electrical isolation, thus reducing volume and weight of overall system and improving system efficiency. It should be anticipated that the proposed rectifier techniques apply to the similar technical areas.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.13
no.6
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pp.461-468
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2008
This paper presents a novel series connected DC/DC converter and a proper variable phase shift switching method in order to obtain high voltage ratio for fuel cell system. The proposed series connected DC/DC converter has same rectifier and LC filter for DC output voltage, so it can reduce the number of passive devices regardless of the converter number. In the conventional constant phase shift switching method, the proposed series connected DC converters have inverse bias output voltage. In order to overcome this problem, a simple but proper variable phase shift switching method is proposed in the a novel series connected DC/DC converter. In order to verify the proposed system, simulation and experiments are implemented.
Jo Jinsang;Choi Sewan;Song Hongseok;Jung Jinhwan;Kim Hogi
Proceedings of the KIPE Conference
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2004.07a
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pp.325-329
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2004
본 논문은 하이브리드 전기자동차의 12V보조배터리 충전용 DC-DC 컨버터의 최적설계에 관한 것으로 하이브리드 전기자동차의 특성상 DC-DC 컨버터는 최대부하의 $30\%\~70\%$ 정도의 비교적 낮은 부하영역에서 주로 동작하므로 이에 따른 적절한 설계가 요구된다. 따라서 DC-DC 컨버터의 주 동작영역에서 효율이 높도록 주요 설계요소인 스위칭 주파수와 고주파 변압기의 누설인덕턴스를 적절히 선정하고 코아의 윈도우 면적을 최소화하는 최적설계에 관한 연구이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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