• 제목/요약/키워드: DC power supplies

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위상전이 풀-브리지 DC/DC 컨버터를 이용한 차세대 고속 전철용 Battery Charger에 관한 연구 (A Study on Battery Chargers for the next generation high speed train using the Phase-shift Full-bridge DC/DC Converter)

  • 조한진;이원철;이상석;김태환;원충연
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 특별세미나,특별/일반세션
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    • pp.623-628
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    • 2009
  • There is an increasing demand for efficient high power/weight auxiliary power supplies for use on high speed traction application. Many new conversion techniques have been proposed to reduce the voltage and current stress of switching components, and the switching losses in the traditional pulse width modulation(PWM) converter. Especially, the phase shift full bridge zero voltage switching PWM techniques are thought most desirable for many applications because this topology permits all switching devices to operate under zero voltage switching(ZVS) by using circuit parasitic components such as leakage inductance of high frequency transformer and power device junction capacitance. The proposed topology is found to have higher efficiency than conventional soft-switching converter. Also it is easily applicable to phase shift full bridge converter by applying an energy recovery snubber consisted of fast recovery diodes and capacitors.

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PDP TV의 sustain/reset 구동전원 공급을 위한 1단방식의 역률보상형 AC-to-DC 컨버터 (Single-stage Power Factor Corrected AC-to-DC Converter for sustain/reset Driving Power Supply of PDP TV)

  • 강필순;박진현
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.282-289
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    • 2008
  • PDP TV의 전력 효율을 향상시키기 위해서는 PDP의 구동과정에서 발생하게 되는 불필요한 전력소모와 AC 입력으로부터 원하는 DC를 얻기 위한 과정 중에 발생하는 전력 소모를 최소화하여야 한다. 일반적인 PDP 구동을 위한 입력 전원단은 2단 구조의 역률 보상형 컨버터를 채용하고 있으며, PDP 구동시 전력소모가 가장 큰 서스테인 드라이버와 리셋 회로의 구동전원을 공급하기 위한 별도의 DC-to-DC 컨버터를 필요로 한다. 그러나 이러한 회로의 구현은 저가의 PDP를 요구하는 시장 상황에 유연하게 대처하는데 많은 어려움을 준다. 따라서 본 논문에서는 최소의 전력 변환단계를 가지도록 서스테인과 리셋 회로의 전원 공급이 가능한 1단방식의 역률보상형 AC-to-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 시스템은 1단방식의 입력전원부 구성을 통해 전력 변환단을 최소화하여 전력 변환 중에 발생하는 손실을 최소화하며, PDP 서스테인/리셋 드라이버의 구동전압을 직접 공급하는 형태로 구성하여 시스템 부피의 감소, 원가 절감을 이룰 수 있다.

효율을 고려한 새로운 AC/DC 컨버터 (A novel energy-efficient bridgeless boost AC to DC converter)

  • 윤경국;김성환;김덕기
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권3호
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    • pp.223-227
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    • 2016
  • 다이오드를 이용한 정류기는 산업현장에서 널리 응용되고 있다. 그러나 입력전류에 많은 저차고조파가 포함되어 공급전압을 왜곡시켜 전력의 품질을 저하시키므로 이를 완화시킬 수 있는 적절한 설비가 필요하다. 또한 고조파 전류는 전력계통의 전압 왜곡, 가열 및 소음 등을 유발하여 효율을 떨어뜨린다. 고조파를 감소시키고 역률을 상승시키기 위하여 입력전류가 연속적이 되도록 하는 부스트 컨버터가 등장하였다. 본 논문에서는 입력전류에 포함된 고조파 전류를 감소시키고, 역률을 증가시킬 수 있을 뿐 아니라 전체 정류기 효율을 상승시키는 부스트 컨버터를 제안하였다. 이는 기존의 부스트 컨버터에 비해 전류가 통과하는 반도체의 개수가 감소하여 효율의 상승을 기대할 수 있다. 또한, 소프트웨어 PSIM을 활용하여 제안된 변환기의 유효성을 입증하였다.

Stability Analysis of FCHEV Energy System Using Frequency Decoupling Control Method

  • Dai, Peng;Sun, Weinan;Xie, Houqing;Lv, Yan;Han, Zhonghui
    • Journal of Power Electronics
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    • 제17권2호
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    • pp.490-500
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    • 2017
  • Fuel cell (FC) is a promising power supply in electric vehicles (EV); however, it has poor dynamic performance and short service life. To address these shortcomings, a super capacitor (SC) is adopted as an auxiliary power supply. In this study, the frequency decoupling control method is used in electric vehicle energy system. High-frequency and low-frequency demand power is provided by SC and FC, respectively, which makes full use of two power supplies. Simultaneously, the energy system still has rapidity and reliability. The distributed power system (DPS) of EV requires DC-DC converters to achieve the desired voltage. The stability of cascaded converters must be assessed. Impedance-based methods are effective in the stability analysis of DPS. In this study, closed-loop impedances of interleaved half-bridge DC-DC converter and phase-shifted full-bridge DC-DC converter based on the frequency decoupling control method are derived. The closed-loop impedance of an inverter for permanent magnet synchronous motor based on space vector modulation control method is also derived. An improved Middlebrook criterion is used to assess and adjust the stability of the energy system. A theoretical analysis and simulation test are provided to demonstrate the feasibility of the energy management system and the control method.

Experimental Waveforms of Single-Pulse Soft-Switching PFC Converter

  • Taniguchi, Katsunori;Koh, Kang-Hoon;Lee, Hyun-woo
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2003년도 춘계전력전자학술대회 논문집(2)
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    • pp.1002-1007
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    • 2003
  • A new driving circuit for the SPSS (Single-Pulse Soft-Switching) PFC converter is proposed. The switching device of a SPSS converter switches once In every half cycle of an AC commercial power source. Therefore, it can be solved many problems caused by the high frequency operation. The proposed SPSS converter achieves the soft-switching operation and the EMI noise can be reduced. The resonant capacitor voltage supplies to the resonant inductor even if the input AC voltage is the vicinity of zero cross voltage. Then, the power factor and input current waveform can be improved without delay time. A new driving circuit achieves the operation of SPSS converter by one switching drive circuit. The proposed converter can be satisfied the IEC standard sufficiently.

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단일전력단 고역률 AC/DC Two-Switch Forward 컨버터 (Single-Stage High Power Factor AC/DC Two-Switch Forward Converter)

  • 배진용;김용;권순도;이규훈;계상범
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.169-172
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    • 2006
  • This paper presents the single-stage High Power Factor AC/DC Two-Switch Forward Converter (TSFC). Recently, due to growing concern about the harmonic pollution of power distribution systems and the adoption of standards such as ICE 61000-3-2 and IEEE 519, There is a need to reduce the harmonic contents of AC line currents of power supplies. This research proposed the single-stage two switch forward circuit for low voltage and high current output. The principle of operation, feature and design considerations are illustrated and verified through the simulation with a 200W(5V, 40A) 200kHz MOSFET based experimental circuit.

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5.8-GHz무선전력수신기를 이용한 스마트폰 RF 무선충전 (Smart Phone RF Wireless Charging with 5.8-GHz Microwave Wireless Power Receiver)

  • 손명식
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.25-28
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    • 2021
  • In this paper, we studied smart phone RF wireless charging with 5.8-GHz microwave wireless power receiver. The dc output of the receiver connected to super capacitor and DC-DC converter for charging a smart phone. This configuration stably supplies 5V and current for charging it. Studies show that the more receivers are used at close range, the higher the received voltage values and the larger the capacity of the super capacitor, the longer the charging time. The present 5.8-GHz 1W wireless power transmission system is not enough for charging a smartphone mainly due to the lack of current of the receiver.

철도차량 보조전원장치의 고효율-경량화를 위한 전력변환회로 연구 (Research on Power Converters for High-Efficient and Light-Weight Auxiliary Power Supplies (APS) in Railway System)

  • 이재범;조인호
    • 한국철도학회논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.329-338
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    • 2017
  • 최근 철도차량용 보조전원장치는 시스템의 경량화를 위해 기존 60Hz 저주파 변압기를 제거하고 고주파 구동과 절연 특성을 갖는 '절연형 dc/dc 컨버터'를 적용하는 구조가 주목받고 있다. 본 논문에서는 '절연형 dc/dc 컨버터를 적용한 보조전원장치 구조'에 대해서 설명하고, 다양한 분석을 통해 보조전원장치의 고효율 및 경량화에 적합한 dc/dc 컨버터 및 구조를 제안하고자 한다. 대용량 IGBT 소자의 고주파 스위칭(경량화)을 위해 필수적인 '영전압-영전류-스위칭'특성을 갖는 '공진형 컨버터'를 활용하여 다양한 보조전원장치용 전력변환장치 구조(1-Stage와 2-Stage)를 제안하였고, 각각의 구조에 적합한 컨버터 회로를 선정한 후 설계 및 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 1-Stage 구조의 경우 공진형 컨버터만을 사용하였고, 2-Stage 구조의 경우 공진형 컨버터와 공진형 컨버터의 입력전압 변동을 최소화하는 Pre-regulator를 적용하였다. Pre-regulator로서 감압 컨버터 또는 승압 컨버터를 각각 적용하여 서로 다른 2-Stage 구조를 구성하고 각 방식의 손실을 비교하였다. 회로에 사용되는 소자들의 전압 및 전류 스트레스를 고려하여 소자를 선정하고 시뮬레이션을 통해 동작을 검증하였으며, 손실 분석을 통해 고효율 및 경량화에 가장 적합한 구조 및 회로를 제안하였다.

IGBT-MOSFET 병렬 스위치를 이용한 고효율 직류-직류 변환기 (A High Efficiency DC-DC Converter Using IGBT-MOSFET Parallel Switches)

  • 장동렬;서영민;홍순찬;윤덕용;황용하
    • 전력전자학회논문지
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    • 제4권2호
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    • pp.152-158
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    • 1999
  • IGBT는 전압정격 및 전류정격이 높고 도통손실이 낮아서 스위칭 전원장치에 많이 쓰이고 있는 추세에 있다. 그러나 IGBT는 MOSFET에 비해 스위칭 특성이 좋지 않아서 스위칭 손실이 많이 발생하며 주파수에도 제한을 받는다. 본 논문에서는 IGBT와 MOSFET의 장점을 살리기 위하여 IGBT에 MOSFET를 병렬로 접속한 IGBT-MOSFET 병렬 스위치를 사용한 2.4kW, 48V 출력의 고효율 반브리지 직류-직류 변환기를 제안한다. 병렬 스위치에서 주 스위칭 소자인 IGBT는 도통구간에서 주된 역할을 하며 MOSFET는 스위칭시에 주된 역할을 한다. 스위칭 손실을 분석하기 위하여 선형화 모델을 사용하였으며 시뮬레이션을 통하여 변환기의 동작을 확인하였다.

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고전압과 고주파수형 공진형 DC-DC 콘버터를 이용한 펄스형 Nd:YAG 레이저의 디지틸제어 구현 (The Digital Controlled Implementation of the Resonant DC-DC Converter with High Voltage, High Frequency For Pulsed Nd:YAG Laser)

  • Kim, Whi-Young
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2001년도 제14회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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    • pp.777-783
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    • 2001
  • This paper is mainly concerned with the state of the practical developments of a constants PWM bridge type resonants DC-DC suitable converter for Nd:YAG Laser with a Microprocessor. (PIC16C54 & 8051) The use of IGBT power supply with feedback control of flashLamp currents imparts a advantages to Nd:YAG Laser for materials processing. these include the alility to tailor the pulseshape and modify pulse parameters on a pulse- by pulse basis. And Correct choice of pulseshape can enhance the repeatability of the process. as higher power IGBT became available, act ive pulseforming power supplies will find greater user in deep hole drilling machine By Using certain control tecniques, utililized in designing Pic16c54 from Microchip technology and Intel 8051, also Mornitoring from Microsoft Visual Basic 5, And it allowed us to designed and fabricate ahigh repel it ion rate and high power(HRHP) pulsed Nd:YAG laser system, As a result of that, the current pulsewidth could be contort led 200s to 350s(step 50s) , and the pulse repetition rate could be adjusted 500pps to 1150pps. In addition, in the case of one laser head consisting of a Nd:YAG laser rod and two flashlamps , the maximum laser output of 240w was produced at the condition of 350s and 1150pps, and that of about 480w was generated at the same condition when two laser heads were arranged in cascade.

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