• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.10
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• pp.600-608
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• 2016

This paper proposes a new high-efficient interleaved phase-shift full-bridge (PSFB) converter for low-voltage and high-current power systems. The proposed converter is composed of three switch-bridges and two transformers in the primary side and two rectifiers in the secondary side. Each transformer handles half of the total power with an interleaved operation, so that the proposed converter has high system reliability, as much as the conventional interleaved PSFB converter. The soft-switching characteristics of the proposed converter are better than those of the conventional converter due to the modulated primary side configuration. The proposed converter represents a single lagging-leg bridge, which has a poor soft switching condition in its operation, while the conventional converter has two lagging-leg bridges in its operation. Therefore, the number of switches having hard-switching conditions is reduced by half in the proposed converter. In addition, the reduced switch counts in the primary side of the proposed converter helps decrease the complexity of the proposed converter compared to that of the conventional converter. The operational principle and analysis are presented in this paper and the characteristics are verified using a PSIM simulation with 3kW server power specification.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2006.06a
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• pp.438-440
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• 2006

포항가속기 연구소의 선형가속기와 빔 전송선에는 22개의 솔레노이드 전자석, 38개의 사극전자석 그리고 전자빔의 궤도 조절을 위한 29개의 2극 전자석이 있다. 전자빔의 정밀 제어를 위한 전자적 전원장치는 고정도, 고안정도 출력 특성을 가져야 한다. 이를 위하여 풀-브릿지 4-상한 DC-DC 컨버터 토플로지의 4단 병렬운전을 채택하였다. 전원장치의 입력전압은 직류 40V이고, 최대 출력전류는 직류 50A이며 그리고 스윗칭 주파수는 50 kHz이다. 고정밀, 고안정도 출력전류를 얻기 위하여 입력단의 전원 노이즈 및 전력변환부의 스윗칭 노이즈를 제거하여야 한다. 이를 위하여 채택된 low-pass 필터의 cut-off 주파수는 입력과 출력단 각각 26 Hz와 4.5 kHz 이다. 출력전류에서 전원장치로부처 발생하는 주파수 성분을 완벽하게 제거하였다. 출력전류의 분해능은 1mA 이하이며, 안정도는 10시간 이상 장시간의 경우 +/-15 ppm 이하이고 1시간 이하 단시간의 경우 +/-10ppm 이하이다. 본 논문에서는 풀-브릿지 4-상한 DC-DC 컨버터 토플로지의 4단 병렬운전을 채택한 전자석 전원장치의 구성, 특성 그리고 실험결과에 대하여 기술하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.17-19
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• 2019

본 논문에서는 전기자동차(EV) 충전기용 위상천이 풀브리지(PSFB) 컨버터의 정류기 다이오드 전압 스트레스를 저감하기 위한 새로운 형태의 클램핑 회로를 제안한다. 제안하는 회로는 하나의 커패시터로 구성된 매우 단순한 구조임에도 불구하고, 정류기 다이오드의 전압 스트레스를 큰 폭으로 감소시킨다. 뿐만 아니라, 해당 회로는 프리휠링 구간의 전류를 감소시키며, 출력 인덕터의 사이즈 또한 줄일 수 있다는 장점을 지닌다. 따라서 제안된 컨버터는 정류기 다이오드의 도통손실을 큰 폭으로 저감하여 고효율을 달성할 수 있으며, 간단한 구조의 클램핑 회로와 줄어든 출력 필터 사이즈에 의해서 고밀도화를 달성할 수 있다. 제안된 컨버터의 타당성은 3.3kW, $270-420V_{DC}$의 CC-CV 모드 충전 조건하에서 실험하여 검증되었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.410-411
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• 2010

풀 브릿지 컨버터는 1차 측과 2차 측이 트랜스포머를 통하여 절연되어 있으며, 이 트랜스포머에 교번으로 전압을 걸어주어 1주기에 2번의 전력을 전달한다. 이러한 전력 전달 과정에서 트랜스포머에 흐르는 자화 전류에 오프셋이 발생할 수 있으며, 이는 효율 감소 및 소자의 파괴를 야기할 수 있으므로 제거하는 것이 바람직하다. 디지털 개발 환경에서 트랜스포머의 자화 전류 오프셋을 줄이고 동특성의 개선을 위하여 예측 제어 방식을 사용한 최대 전류 제어 방식을 제안하고 실험을 통하여 동작을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.368-369
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• 2013

본 논문에서는 배터리 저장 시스템을 위한 2단 인버터의 동작 특성 해석과 정확한 제어기 설계를 위한 모델링 방법을 제안한다. 한 번에 2단 인버터의 회로 해석 및 동특성 방정식을 유도하는 것은 매우 복잡하고 어렵다. 따라서 2단 인버터를 등가 전류원을 포함하는 양방향 컨버터, 단상 풀 브릿지 인버터로 각각 나누어 회로방정식을 유도한 후, 상태 공간 평균화 방법을 이용하여 소신호 모델을 얻을 수 있다. 제안된 방법의 장점은 2단 인버터의 복잡한 수학과정을 간소화하여 모델링한 점이다. 이를 바탕으로 양방향 컨버터에서는 배터리 입력 전류제어기를 설계하고, 단상 풀 브릿지 인버터에서는 DC-Link 전압 및 계통전류 제어기를 설계하였다. 시뮬레이션과 실험결과를 통해 제안된 방법의 타당성을 검증하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.7 no.5
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• pp.443-452
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• 2002

A new phase shift full bridge (PSFB) converter with serially connected two transformers for telecommunication equipments of several hundred watts is proposed. The main features of the proposed converter are a wide input voltage range, an easiness to meet the requirement for zero voltage switching (ZVS) condition at a light load, and a small output voltage ripple. Furthermore, the serially connected two transformers can replace both a main transformer and an output inductor since the two transformers act as not only a main transformer but an output inductor by turns. Therefore, there is no need to use an output inductor, then the proposed converter features high power density. A mode analysis, design equations through a large signal modeling, and experimental results are presented to verify the validity of the proposed converter.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.11a
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• pp.195-196
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• 2011

본 논문은 높은 승,강압비를 가지는 배터리 충방전용 양방향 풀브리지 컨버터를 제안한다. 기존의 양방향 컨버터는 승강압비가 낮아 밧데리 방전시 발생된 전기에너지를 저항을 통해 방전 시켜서 운전하였다면, 본 논문에서 제안하는 방식은 밧데리 방전시 높은 승압비로부터 높은 DC 링크 전압을 얻어, 이 전압을 이용하여 계통으로 회생시킬 수 있도록 한 양방향 컨버터이다. 양방향 컨버터의 높은 승압비를 얻기 위해서 두 개의 DC-DC 컨버터를 입력 직렬, 출력 병렬 회로 형태로 연결하고, Battery 측을 Interleave 방식을 채택하여 전류 맥동을 줄이고, 높은 승강압비를 얻을 수가 있도록 하여, 배터리의 수명에 영향을 주는 전류리플을 감소하는 효과를 얻는다. 제안된 방식은 시뮬레이션을 통해 증명하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2005.07a
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• pp.445-448
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• 2005

A new high efficiency phase shifted full bridge (PSFB) converter for sustaining power module of plasma display panel (PDP) is proposed in this paper .The proposed converter employs the rectifier of voltage doubler type without output inductor. Since it has no output inductor, the voltage stresses of the secondary rectifier diodes can be clamped at the level of the output voltage. Therefore, no dissipative resistor-capacitor (RC) snubber for rectifier diodes is needed and a high efficiency as well as low noise cutout voltage can be realized. In addition, due to elimination of the large output inductor, it features a simple structure, lower cost, less mass, and lighter weight. Furthermore, the proposed converter has wide zero voltage switching (ZVS ) ranges with low current stresses of the primary switches. Also the resonance between the leakage inductor of the transformer and the capacitor of the voltage doubler cell makes the current stresses of the primary switches and rectifier diodes reduced. In this paper, the operational principles, analysis of the proposed converter, and the experimental results are presented.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.23 no.1
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• pp.43-52
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• 2018

This paper presents the performance of a Phase Shift Full Bridge (PSFB) converter with inductive load and a new current control scheme to improve dynamic response of output current with various inductive loads. Enhanced dynamic model is used which includes leakage inductance and inductive load. Effect of changing of inductive load was analyzed in detail. Proposed current control scheme is designed based on phase margin specifications. As a result, the proposed current control scheme helps to improve the dynamic response in comparison with the existing current control scheme. The performance of the designed controller is verified by a 500 A PSFB converter. The results will be utilized for high current applications with high inductive load such as superconducting devices.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.12 no.5
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• pp.400-408
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• 2007

In this paper, development of the 8kW parallel module converter is presented. For a effective configuration of FB-PWM converter, this paper proposes 4-parallel operation of 2 kw-module. FB converter of 2-kW module is controlled by phase shut PWM and in order to achieve ZVZCS, the simple auxiliary circuit is applied in secondary side. In order to achieve ZCS, control logic for auxiliary circuit operation is designed to reset the primary current during free-wheeling period. For output current sharing of 4-modules, the charge control is employed. The charge control logic is designed with phase shift PWM logic. Voltage controller is implemented by using DSP(TMS320LF2406) with A/D conversion data of the output current and voltage of each module. The developed converter is installed in PCU(Power Conditioning Unit) for HSG(High Speed Generator) in a vehicle and health monitoring system is implemented for vehicle operation test. Finally, performance of the developed converter is proved under practical operation of HSG.