This paper presents a new DC/AC multilevel converter. This configuration uses single DC sources. The proposed converter has two stages. The first stage is a DC/DC converter that can produce several DC-links in the output. The DC/DC converter is one type of boost converter and uses single inductor. The second stage is a multilevel inverter with several capacitor links. In this paper, one single input multi output DC-DC converter is used in order to voltage balancing on multilevel converter. In addition, as compare to traditional multilevel inverter, presented DC/AC multilevel converter has less on-state voltage drop and conduction losses. Finally, in order to verify the theoretical issues, simulation and experimental results are presented.
최근, 전자 제품의 소형화와 저소비전력화 및 향상된 효율과 역률개선이 큰 관심 사항이 되고 있다. 본 논문에서는 PWM 제어기반의 AC-DC 컨버터를 설계, 제작하였다. AC-DC 컨버터는 하나의 정류회로와 하나의 출력전압 제어 회로가 직렬로 연결되는 구조로 설계하였으며, 정류회로는 다이오드 기반 단상 전파전류 회로, 출력전압 제어 회로는 PWM 제어기반의 DC-DC 변환 회로를 적용하였다. PWM 제어를 위한 주 제어장치로 아두이노를 이용하였으며, LCD를 출력 단에 구성하여 제어 결과를 확인할 수 있도록 하였다. 시험회로를 통한 반복 실험들을 통해서 오실로스코프와 LCD에 디스플레이 되는 출력전압과 목표 출력전압의 오차를 확인하였으며, 오실로스코프 측정값을 기준으로 약 5%의 오차율을 보임으로써 제안된 설계 방법론의 유효성을 확인할 수 있었다.
기존이 역률보상회로가 별도의 전력변화단을 가지고 있어 소자수가 많아지고 복잡한 하드웨어 구성을 가지고 있는 단점이 있다 본 논문에서는 별 도의 전력변환단을 가지지않고 PFC기능을 가지는 단일 전력단(Single-Stage) 단상 AC/DC Forward Converter에 대하여 실험하여 검증하였다
역률개선을 위한 변압기 자기에너지 궤환 기법을 이용한 새로운 단일 전력단, 단일 스위치 방식의 AC/DC 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터의 동작원리 및 해석을 수행하였다. 제안한 컨버터는 선전류 고조파 왜곡이 작으며 고역률 및 정확한 전압 조정이 가능하다. 실험모델은 단일 역률에 가까운 역률을 보이며 IEC 555-2를 충분히 만족시킨다.
Most of the DC loads have had the sensitive characteristics electrically for input voltage. In this system, power converter is operated after connecting with DC loads to minimize the overshoot of the control voltage that may occur during connection of the loads. But whenever starting the power converter, parameters in circuit are different because power converter has been connected with diverse load types at each startup time. This is cause of a disadvantage to PI controller design of power converter. In this paper, the novel voltage control method using sliding mode control theory has proposed. This control method minimizes the overshoot of control voltage at startup of power converter. Despite the variations of the system parameters, the proposed voltage controller has fast response and robustness characteristics such as PI and sliding mode controllers. The proposed controller was applied to the three-phase AC/DC converter and each performance of controller was verified.
In this paper, a single-phase single-stage three-level AC/DC converter with a wide controllable output voltage is presented. It integrates a PFC converter and a three level DC/DC converter into one. The proposed converter operates at a fixed frequency and provides a wide controllable output voltage ($200V_{dc}-430V_{dc}$) with high efficiencies over a wide load range. In addition, the input boost inductors operate in a discontinuous mode to improve the input power factor. Moreover, all the switching devices operate with ZVS, and the converter's THD is small especially at full load. The feasibility of the proposed converter is verified with experimental results of a 1.5kW prototype.
직류진원 장치의 부하에 단락이 발생하는 경우 직류전원을 부하로부터 신속히 차단하고 재인가 가능한 새로운 방식의 ac/dc 컨버터를 제안하였다. 제안한 방식의 컨버터 출력전윈은 부하단락시 차단 및 정상상태로 회복시 직류전원을 재인가하여 정격출력전압으로 확립되는데 소요되는 시간이 각각 수백 $\mu\textrm{s}$ 이내에 이루어지는 특징이 있다. 또한 컨버터 출력필터 커패시터는 부하가 단락된 상태에서도 방전하지 않고 거의 정격출력전압을 유지할 수 있으므로 직류전원을 단락상태가 소멸된 정상부하에 재인가시 전압의 오버슈트 없이 신속한 부하전압 확립이 가능하다. 제안한 방식의 컨버터는 기존 방식에 비해 구조가 간단하고 소형경량화 가능한 장점이 있다. 제안한 회로방식에 대한 동작원리 설명 및 특성해석을 하였으며 실험을 통하여 그 유용성을 입증하였다.
Design of single state AC-DC converter with high power factor for low level applications is proposed. The proposed converter is obtained from the integration of a buck-boost converter and the half-bridge DC-DC converter. This converter gives the good power factor correction low line current harmonic distortions and tight output voltage regulations. This converter also has a high efficiency by employing an soft switching method and synchronous rectifier. The modelling and detailed analysis for the proposed converter are performed. To verify the performance of the proposed converter a 100W converter has been designed
본 논문에서는 우수한 출력전압 조절 기능과 높은 역률을 갖는 3상 AC-DC flyback 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터의 장점은 보통 부스트 형의 3상 컨버터에서 쓰이는 가격이 비싼 고전압, 대전류의 소자를 필요로 하지 않는다. 본 논문에서는 제어 목적으로 3상 AC-DC flyback 컨버터에 대해서 소신호 해석을 하였고 실험결과는 분석의 타당성을 확증한다.
본 연구에서는 분극의 이방성이 없는 ring-dot형 적층형 압전 변압기를 이용한 압전 AC-DC 컨버터를 개발하였다. 동작주파수 범위가 매우 좁은 압전 변압기의 특성을 고려하여 압전 컨버터는 발진주파수의 피드백 제어를 위한 PFM 구동방식과 출력제어를 위한 PWM 구동방식을 이용한 혼합형 구조로 설계되었다. 개발된 압전 컨버터의 최소 발열을 동반하는 안정적 구동을 보이는 최대전력 값은 25W였으며 허용전류 값은 약 900mA이었다. 압전 컨버터의 출력전압의 크기는 구동 발진주파수의 크기에 따라 제어가 가능하였으며, 최대전력에서 효율적이고 안정적인 동작특성을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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