• Journal of Power Electronics
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• 제12권3호
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• pp.377-386
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• 2012

An interleaved bridgeless buck-boost AC/DC converter is presented in this paper to achieve the characteristics of low conduction loss, a high power factor and low harmonic and ripple currents. There are only two power semiconductors in the line current path instead of the three power semiconductors in a conventional boost AC/DC converter. A buck-boost converter operated in the boundary conduction mode (BCM) is adopted to control the active switches to achieve the following characteristics: no diode reverse recovery problem, zero current switching (ZCS) turn-off of the rectifier diodes, ZCS turn-on of the power switches, and a low DC bus voltage to reduce the voltage stress of the MOSFETs in the second DC/DC converter. Interleaved pulse-width modulation (PWM) is used to control the switches such that the input and output ripple currents are reduced such that the output capacitance can be reduced. The voltage doubler topology is adopted to double the output voltage in order to extend the useable energy of the capacitor when the line voltage is off. The circuit configuration, principle operation, system analysis, and a design example are discussed and presented in detail. Finally, experiments on a 500W prototype are provided to demonstrate the performance of the proposed converter.

• Journal of Power Electronics
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• 제13권4호
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• pp.592-599
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• 2013

This paper investigates a new isolated single-phase AC-DC converter, which integrates a modified AC-DC buck-boost converter with a DC-DC forward converter. The front semi-stage is operated in discontinuous conduction mode (DCM) to achieve an almost unity power factor and a low total harmonic distortion of the input current. The rear semi-stage is used for step-down voltage conversion and electrical isolation. The front semi-stage uses a coupled inductor with the same winding-turn in the primary and secondary sides, which is charged in series during the switch-on period and is discharged in parallel during the switch-off period. The discharging time can be shortened. In other words, the duty ratio can be extended. This semi-stage can be operated in a larger duty-ratio range than the conventional AC-DC buck-boost converter for DCM operation. Therefore, the proposed converter is suitable for universal input voltage (90~264 $V_{rms}$) and a wide output-power range. Moreover, the voltage stress on the DC-link capacitor is low. Finally, a prototype circuit is implemented to verify the performance of the proposed converter.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.259-261
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• 2008

The electronic products such as laptop PC, cellular phone, robots and etc. need the DC power source. Recently, the secondary battery is frequently used as the portable DC power source and it needs forming process. In this paper, we proposed the bidirectional converter that the battery can be charged with high power factor and the discharged energy is regenerated into AC power source. In the charging mode, the converter acts as the boost rectifier. And the AC input current is controlled in phase with the AC input voltage. As a result, the power factor is improved nearly to unity. In the discharging mode, the DC power of battery wasted in resistor is regenerated to the AC bus line. Finally, the validity of the proposed bidirectional converter is verified by computer simulations and experimentation.

• Journal of Power Electronics
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• 제12권2호
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• pp.258-267
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• 2012

An interleaved single-stage AC/DC converter with a boost converter and an asymmetrical half-bridge topology is presented to achieve power factor correction, zero voltage switching (ZVS) and load voltage regulation. Asymmetric pulse-width modulation (PWM) is adopted to achieve ZVS turn-on for all of the switches and to increase circuit efficiency. Two ZVS half-bridge converters with interleaved PWM are connected in parallel to reduce the ripple current at input and output sides, to control the output voltage at a desired value and to achieve load current sharing. A center-tapped rectifier is adopted at the secondary side of the transformers to achieve full-wave rectification. The boost converter is operated in discontinuous conduction mode (DCM) to automatically draw a sinusoidal line current from an AC source with a high power factor and a low current distortion. Finally, a 240W converter with the proposed topology has been implemented to verify the performance and feasibility of the proposed converter.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.570-578
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• 2002

음극방식은 지하매설 및 해양 금속 구조물의 부식을 방지하기 위해 가장 많이 사용되고 있는 방식법이다. 기존의 음극방식용 정류기는 SCR 위상제어 정류기로 구성되어 입련단 역율이 낮으며, 부피와 무게가 큰 단점을 지니고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 새로운 음극방식용 모듈타입 스위칭 정류기를 제안한다. 제안한 정류기 회로는 크게 두 부분, 즉 한 대로 구성된 AC/DC 컨버터부와 네 대로 구성된 Module Ttpe 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 논문에서 개발한 방식용 정류기 기술은 다른 유사 분야에의 적용도 가능할 것으로 기대된다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.43-51
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• 2010

기존의 무정전전원장치(UPS: Uninterruptible Power Supply)는 배터리를 보조전원으로 사용함으로써 큰 부피와 수명에 제한을 받게 될 뿐만 아니라, 급격한 부하변동에 따른 배터리 전압의 변동으로 UPS 시스템 출력에 문제점을 야기한다. 본 논문에서는 보조전원으로 쓰이는 기존의 배터리 대신에 친환경 대체 에너지원인 연료전지를 무정전전원장치용 3상 AC/DC 컨버터에 적용하여 급격한 부하 변동 시 에너지를 보상하고 안정된 출력을 갖도록 하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.259-265
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• 2010

본 논문에서는 더 높은 에너지 효율을 요구하는 전자 기기들의 사용에 따른 고전력 밀도 AC/DC 어댑터의 구조를 제안한다. PFC (Power Factor Corrector) topology는 BCM (Boundary Conduction Mode)제어 방식을 적용한 Boost topology를 기본으로 하였으며, DC/DC topology는 주파수제어를 적용한 LLC 공진 컨버터를기본으로 하였다. 이는 반도체 소자 및 마그네틱 소자의 크기를 줄이는데 용이하다. 85W급 AC/DC adapter (18.5V/4.6A)를 설계하여 실험한 결과 $90V_{rms}$의 입력전압에서 90%의 효율과 $36W/in^3$의 전력밀도가 측정되었고 무부하시 전력 손실은 0.5W를 달성하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.372-380
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• 2004

본 논문은 기존의 2개의 전력 처리단을 갖는 컨버터를 단일 전력단으로 구성하고, ZVS기법을 이용한 고역률 단일전력단 고주파 공진 AC-DC 컨버터를 제안하고 있다. 입력단에 승압형 역률개선 인덕터를 연결하여 일정 듀티비와 가변 스위칭 주파수로 입력전류를 불연속 모드로 제어함으로써 입력 역률을 개선하는 것이 가능하였다. 종래의 2개 전력 처리단을 가지는 컨버터의 경우 역률 제어용 스위치가 별도로 필요하지만 전력 처리단을 하나로 단일화 시키므로써 컨버터의 구성이 간략화 되어져, 비용의 저감과 신뢰성을 증가시킬 수 있는 등의 장점이 있다. 본 연구는 고역률 단일전력단 AC-DC 컨버터의 동작원리와 무차원화 파라미터를 이용한 특성평가를 범용성 있게 행하여, 특성평가에서 산출한 특성값을 기초로 하여 실험장치를 제작하였으며, 실험치와 이론치를 비교ㆍ검토하여 제안 회로의 특성해석의 정당성을 입증하고 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2000년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.266-269
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• 2000

This paper presents a novel single-stage unity power factor converter which features the reduced switching losses by zero-voltage switching and zero-current switching (ZVZCS). Hence the turn-on and turn-off losses of switches are sufficiently reduced. And the reduced conduction losses are achieved by the elimination of one leg of front-end rectifier. And low on-resistance MOSFETs (Synchronous Rectifier) are used in the rectifier at the secondary side of high frequency transformer instead of diodes. Theoretical analysis simulated results of a AC to DC 150W(5V, 30A) converter are presented.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 1998년도 Proceedings ICPE 98 1998 International Conference on Power Electronics
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• pp.663-667
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• 1998

This paper describes for reducing harmonic distortion on CO2 welding machine with nonlinear load characteristic using single-switch three-phase AC/DC converter. The low-order harmonic component amplitude of the phase current of single-switch three-phase discontinuous mode is calculated. Experimental results show that CO2 welding machine with single-switch three-phase AC/DC converter is effectively controlled with power factor correction for phase current during welding time.