Sharath Kumar, P.;Vishwanathan, N.;Bhagwan, K. Murthy
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제10권1호
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pp.271-279
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2015
Induction cooking application with multiple loads need high power inverters and appropriate control techniques. This paper proposes an inverter configuration with buck-boost converter for multiple load induction cooking application with independent control of each load. It uses one half-bridge for each load. For a given dc supply of $V_{DC}$, one more $V_{DC}$ is derived using buck-boost converter giving $2V_{DC}$ as the input to each half-bridge inverter. Series resonant loads are connected between the centre point of $2V_{DC}$ and each half-bridge. The output voltage across each load is like that of a full-bridge inverter. In the proposed configuration, half of the output power is supplied to each load directly from the source and remaining half of the output power is supplied to each load through buck-boost converter. With buck-boost converter, each half-bridge inverter output power is increased to a full-bridge inverter output power level. Each half-bridge is operated with constant and same switching frequency with asymmetrical duty cycle (ADC) control technique. By ADC, output power of each load is independently controlled. This configuration also offers reduced component count. The proposed inverter configuration is simulated and experimentally verified with two loads. Simulation and experimental results are in good agreement. This configuration can be extended to multiple loads.
본 논문에서는 단일칩 마이컴을 이용한 위상변위 방식 직류-직류 전력변환기를 제안한다. 제안한 전력변환기의 1차측은 위상변위 방식에 의하여 단극성 펄스폭변조(unipolar PWM)로 동작하는 풀브리지 전력구조이며, 2차측은 4개의 다이오드로 구성된 풀브리지 전파정류기이다. 제안한 전력변환기의 제어는 단일칩 마이컴에 의해 수행되고, 그 MOSFET 스위치들은 부트스트랩 회로에 의해 구동된다. 그래서 전력변환기의 전체 시스템은 간단하다. 제안한 전력변환기는 공진회로와 저지커패시터를 이용하여 고효율을 달성한다. 본 논문에서는 먼저, 제안한 전력변환기의 전력회로의 동작을 각 동작모드를 따라 설명한다. 그리고 제안한 전력변환기의 전력회로 설계방식을 보이고 제안한 전력변환기를 동작시키는 마이컴 상의 소프트웨어 제어 알고리즘과 피드백 및 스위치 구동 회로에 관하여 간략히 설명한다. 그 후, 본 논문에서 제시한 설계와 구현방식에 의하여 설계하고 제작된 시제품 전력변환기의 실험결과를 통하여 제안한 전력변환기의 동작 특성을 입증한다. 실험결과에서 약 92% 정도의 최고 효율을 얻었다.
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.
본 논문에서 풀브리지 컨버터와 2차측은 전류더블러로 구성되어 있는 차량용 양방향 LDC를 개발하였다. LDC는 한쪽의 DC입력을 다른쪽의 DC 출력으로 변환시키는 컨버터이며, 본 논문에서 개발된 컨버터는 양방향으로 전력전달이 가능하다. 개발된 LDC는 1400W에서 90%의 효율을 보이고 2KW에서 약 85%정도의 효율을 나타내는 것이 확인되었다.
In this paper, a dc-dc power converter scheme with the FPGA based technology is proposed to apply for solar power system which has many features such as the good waveform, high efficiency, low switching losses, and low acoustic noises. The circuit configuration is designed by the conventional control type converter circuit using the isolated dc power supply. This new scheme can be more widely used for industrial power conversion system and many other purposes. Also, I proposed an efficient photovoltaic power interface circuit incorporated with a FPGA based DC-DC converter and a sine-pwm control method full-bridge inverter. The FPGA based DC-DC converter operates at high switching frequency to make the output current a sine wave, whereas the full-bridge inverter operates at low switching frequency which is determined by the ac frequency. As a result, we can get a 1.72% low THD in present state using linear control method. Moreover, we can use stepping control method, we can obtain the switching losses by Sp measured as 0.53W. This paper presents the design of a single-phase photovoltaic inverter model and the simulation of its performance.
This paper proposes a wide output range AC/DC converter for a rechargeable battery of electric vehicle. In the proposed wide output range AC/DC converter for rechargeable battery of electric vehicle, the main transformer in the DC/DC stage is divided by two. Therefore, if the switch is connected to the middle tap, then half of the maximum voltage is applied. Otherwise, it can be applied the full range of the high voltage by connecting the switch to the whole tab. And also, it is designed to have a wide output voltage range by applying Vin/2 made by changing the full-bridge to half-bridge by using the bridge change switch of the input stage. As it can be supplied the wide range output voltage with a single module, it has the advantage of space utilization and cost reduction effect.
본 논문에서는 능동 클램프 풀브릿지 Boost 컨버터에 관한 DC 모델링과 AC 모델링 과정에 대하여 기술한다. 동작 원리로부터 이 컨버터의 교류 부분을 등가의 직류 부분으로 바꾸고 반도체 스위치를 재배치하여 개념적인 등가 회로가 유도된다. 유도된 등가회로는 CCM(Continuous conduction mode) Boost 컨버터와 DCM(Discontinuous conduction mode) Buck 컨버터로 표현된다. 유도된 등가회로의 각 스위치 부분을 PWM 스위치 모델로 대체하여 DC 모델 및 AC 모델이 완성된다. 이론적인 DC 및 AC 모델링 결과는 실험이나 SIMPLIS 시뮬레이션을 통해 검증된다.
본 연구에서는 일반적으로 용접기의 전원장치로 사용되어지는 풀-브리지 회로에 1개의 스위치와 1개의 무손실스너버 부분 공진 커패시터로 구성된 간단한 액티브 보조 부분 공진 스너버를 추가한 새로운 풀-브리지 소프트 스위칭 PWM DC-DC 컨버터를 제안하였다. 제안한 풀-브리지 소프트 스위칭 DC-DC 컨버터 회로는 각 액티브 스위치에 인가된 전압이 DC 버스 라인 전압의 1/2로 되기 때문에 AC 400(V)계 상용전원 라인에 적용할 경우에도 600(V)내압의 스위칭 소자(IGBT)가 적용 가능하며, 기존 회로의 DC버스 라인 스위치에 발생되는 도통 손실을 저감하여 고주파 변압기의 1차측의 전류가 2차측보다 작아지는 저 전압, 대전류 직류 출력을 얻어 수 있었다. 그리고 모든 영역에서 ZCS/ZVS 동작함으로써 저전압, 대전류 직류 출력의 스위칭 전원 장치에 있어 고주파, 고효율, 고출력을 실현할 수 있다. 이러한 모든 사항은 시뮬레이션과 실험 결과로부터 도출하였으며, 제안한 회로의 단점을 보완할 경우에는 차세대형 TIG MIG MAG 아크 용접기용 전원으로 용이할 것으로 판단된다.
This paper deals with the minimization of switching loss of a dual full-bridge bidirectional DC-DC converter for supercapacitor. In case of charging mode the switching loss can be minimized with proper switching pattern, and the switching loss in discharging mode can be minimized with soft switching. Simulation results show that the switching loss is reduced considerably.
In this paper, the proposed power supply is based on a modified version of the zero-voltage switching(ZVS) full-bridge phase-shift DC-DC converter, which incorporates commutation auxiliary inductors to provide ZVS for the entire load range as well as a commutation aid circuit to clamp the output diode voltage. The control strategy is based on two control loops operating in cascade mode. The complete operating principles and simulation results in presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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