• 제목/요약/키워드: Capacitor Charging Power Supply(CCPS)

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안정적 고반복을 위한 지연시간 제어회로가 적용된 커패시터 충전용 전원장치 (A Capacitor Charging Power Supply(CCPS) using Dead Time Control Circuit for Stable High Repetition)

  • 임태현;황선묵;국정현;임동우
    • 전기학회논문지
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    • 제66권1호
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    • pp.55-60
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    • 2017
  • Capacitor Charging Power Supply(CCPS) is one of the most important components of a pulsed power system. The CCPS is widely used in source of lasers, accelerators and plasma generators. This paper presents design of a dead time control circuit and operation characteristics for stable high repetition rate of high voltage CCPS. The CCPS consists of battery, high voltage transformer and controller with a dead time control circuit. A dead time control circuit was simulated by PSpice. The performance test of the CCPS was carried out with a 7[nF] load capacitor at output voltage of 50[kV] and a pulse repetition frequency of 100[Hz]. As a result, we can verify that charging and discharging waveform is stable at 100[Hz]. The experiment results indicate that 3[ms] dead time made it possible for stable high repetition rate of 100[Hz]. This paper paves the way for designing an advanced CCPS which is more applicable outside experiments.

Capacitor charging power supply의 충전시간 제어를 위한 스위칭 주파수 가변성에 관한 연구 (A study on a variable switching frequency for charging time control of CCPS)

  • 이용덕;김수홍;권병기;최창호
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.154-156
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    • 2008
  • 본 논문은 대용량 충 방전 커패시터 부하를 갖는 CCPS (Capacitor Charging Power Supply)의 충전시간 제어방법을 제안한다. 기존의 대용량 Capacitor charger들은 LC공진탱크 및 스위칭 주파수를 개 루프 방식으로 제어한다. 이와 같은 제어 방법은 LC 공진탱크의 파라미터 변화로 인해 충전시간 제어가 불가능하다. 본 논문은 이러한 문제점을 해결하기 위해 Zero-crossing 방법을 이용 전류의 공진주파수를 검출한 뒤 스위칭 주파수를 가변 함으로서 원하는 시간과 안정성을 동시에 만족 할 수 있는 피드백 제어 방법을 제안한다.

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A Capacitor-Charging Power Supply Using a Series-Resonant Three-Level Inverter Topology

  • Song I. H.;Shin H. S.;Choi C. H.
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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    • pp.301-303
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    • 2001
  • In this paper we present a Capacitor Charging Power Supply (CCPS) using a series-resonant three-level inverter topology to improve voltage regulation and use semiconductor switches having low blocking voltage capability such as MOSFETs. This inverter can be operated with two modes, Full Power Mode (FPM) and Half Power Mode (HPM). In FPM inverter supplies the high frequency step up transformer with full DC-link voltage and in HPM with half DC-link voltage. HPM switching method will be adopted when CCPS output voltage reaches the preset target value and operates in refresh mode-charge is maintained on the capacitor. In this topology each semiconductor devices blocks a half of the DC-link voltage[2]. A 15kW, 30kV CCPS has been built and will be tested for an electric precipitator application. The CCPS operates from an input voltage of 500VDC and has a variable output voltage between 10 to 30kV and 1kHz repetition rate at 44nF capacitive load [3]. A resonant frequency of 67.9kHz was selected and a voltage regulation of $0.83\%$ has been achieved through the use of half power mode without using the forced cut off the switch current [1]. The theory of operation, circuit topology and test results are given.

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고전압 펄스 전원장치용 자기스위치 자동제어 방법 (Magnetic Switch Auto Control Method of the High-Voltage Pulse Power Supply)

  • 김수홍;이정흠;김병섭;권병기;최창호
    • 전력전자학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.366-373
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    • 2011
  • 펄스파워에서 주로 사용되는 자기스위치는 반복률, 신뢰성, 소자수명에서 우수한 특성을 가진다. 그러나 자기스위치는 현재 대부분 수동으로 조작하여 스위칭 동작을 최적화하고 있으며, 부하가 변동될 경우 스위칭 상태를 자동으로 최적화할 수 없다. 본 논문은 CCPS(capacitor charging power supply)를 이용한 고압펄스 압축용 전원장치의 펄스압축을 위해 사용되는 자기스위치(magnetic switch)의 자동제어 방법을 제안하였다. 자기스위치를 부하변동에 따라 자동으로 제어함으로써 시스템의 에너지 효율을 최적화 할 수 있다. 제안된 방법은 실험을 통하여 검증하였다.

공진주파수 추적형 직렬공진 인버터를 이용한 고전압 CCPS에 관한 연구 (A Study on the High Voltage CCPS Using a Resonant Frequency Tracking Type Series Resonant Inverter)

  • 노성찬;김윤호
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.107-112
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    • 2005
  • 본 논문은 직렬공진 인버터를 이용한 고전압 커패시터 충전형 전원장치(CCPS)에 관하여 기술하였다. 본 논문에서 사용된 고전압 CCPS는 PLL제어를 사용한 45[Khz]의 직렬공진 인버터를 사용하여 고효율제어를 하였으며, 고전압 변압기를 사용하였다. CCPS의 성능을 평가하기 위하여 14[nF]의 부하에 100[kV]의 출력전압을 300[Hz]의 방전주기를 가지고 실험하였다. 실험결과 최대출력은 18.75[kJ/sec]이고, 방전시간은 200[Hz]로 운전하였으며, 충전시간은 4.5[mS]임을 확인하였다.

에너지저장 커패시터의 최적 충전을 위한 직렬공진형 컨버터의 운용 모드 비교 (Comparative Analysis of Charging Modes of Series Resonant Converter for an Energy Storage Capacitor)

  • 이병하;강태섭;차한주
    • 전기학회논문지
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    • 제61권3호
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    • pp.394-400
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    • 2012
  • In this paper, charging modes of series resonant converter for a high voltage energy storage capacitor are compared in terms of charging time, peak resonant current, normalized peak resonant current and voltage in each operation mode. Operating principles of the full bridge series resonant converter with capacitor load are explained and analyzed in discontinuous and continuous operation mode. Based on the analysis and simulation result, $0.6{\omega}_r$ < ${\omega}_s$ < $0.75{\omega}_r$ and $1.3{\omega}_r$ < ${\omega}_s$ < $1.4{\omega}_r$ are evaluated to the best range of switching frequency for charging of an high voltage energy storage capacitor. 1.8 kJ/s SRC prototype is assembled with TI 28335 DSP controller and 40 kJ, 7 kV energy storage capacitor. Design rules based on the comparative analysis are verified by experiment.

가포화 자기스위치를 이용한 탈황탈질 시스템의 전원장치에 관한 연구 (A study on topology of the DeNOx, DeSOx using magnetic pulse compressors)

  • 김수홍;이용덕;김승모;김병섭;권병기;최창호
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.157-159
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    • 2008
  • Generally, Capacitor charging power supply (CCPS) consist of the full-bridge inverter, LC resonant tank and capacitance load. The multi-connection systems are normally used for high voltage or high power application. In this paper, conventional parallel operation resonant type and proposed series operation PWM type CCPS for pulse corona occurrence of DeSOx, DeNOx system using magnetic pulse compressor make a comparison. The effect of proposed CCPS is verified by circuit characteristics analysis of parallel operation resonant type and series operation PWM type, and it is confirmed by simulation result.

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스너버 커패시터를 이용한 CCPS용 FB-PS-ZVS DC-DC 컨버터의 IGBT Turn-off 손실에 관한 연구

  • 이용덕;김상현;김태형;인동석;김주훈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.572-573
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    • 2010
  • 본 논문은 30kW급 CCPS(Capacitor Charging Power Supply)용 FB(Full Bridge)-PS(Phase Shift)- Zero Voltage Switching(ZVS) DC/DC Converter의 스위칭 손실저감을 위한 스너버 커패시터의 설계에 대해 논하였다. FB-PS-ZVS DC-DC 컨버터의 하드스위칭 손실과 스너버 커패시터에 의한 스위칭 손실 저감 효과를 비교했다. 첨두 전류를 이용하여 스너버 커패시터를 설계하였으며, 부하 실험을 통해 설계의 타당성을 실험적으로 검증했다.

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120kW급 탈황탈질용 MPC전원장치 개발 (Development of the 120kW Class MPC Power Supply for DeNOx and DeSox System)

  • 김수홍;권병기
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2009년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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    • pp.237-239
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    • 2009
  • This paper presents a new developed 160kV-120kW Class MPC (magnetic pulse compressor) power supply for DeNOx, DeSOx system. The circuit consists of N-series connected CCPS (capacitor charging power supply) and MPC Tank. The MPC power supply developed compared to the conventional LC resonant type has many advantage, it was verified reliability of a product by module, simulator and tank connection test. Now, the developed MPC power supply is installed POSCO sintering plant for DeSOx, DeNOx system.

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수 초 지속 40 kV, 280 kW 고전압 펄스전원장치 개발 (Development of Few-second 40 kV, 280 kW High Voltage Pulse Power Supply)

  • 김성철;남상훈;허훈;공형섭;문철;김정호;오승섭;양종원;소준호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.990-991
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    • 2015
  • To drive a magnetron injection gun, thsi paper decribes a design, fabrication and analysis results of proposed compact capacitor charging power supply (CCPS) formed resonant full-bridge inverter for electron gun power supply (EGPS). EGPS needs the -40 kV output voltage and 280 kW output power for few seconds continuously and have to be designed for the rise and fall time to be less than 1 ms with the ripple stability of output voltage of lower than 1%. In order to meet the requirements, we used eight resonant full-bridge modules operated in parallel. Each resonant full-bridge module can supply the current of 0.9 A and the voltage of 40 kV, and is operated by N-phase shift switching pattern. In this paper, we present the design, simulation and test results of interleaved CCPS.

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