• 제목/요약/키워드: High power density converter

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압전 변압기를 이용한 고주파 DC-DC 컨버터 구동에 관한 연구 (A study on High Frequency DC-DC Converter Drive using a Piezoelectric Transformer)

  • 황락훈;나승권;최기호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.476-484
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    • 2010
  • 최근, 압전 변압기 기술의 급속한 발전으로 권선형 변압기를 대체할 수 있는 다양한 분야에 응용되고 있다. 압전 변압기는 자계의 잡음이 없고, 크기가 소형화되며 고효율과 고전력 밀도, 누설자속이 없어 노이즈 발생이 없고, 공진주파수만을 이용하므로 출력파형이 정현파에 가까워 고조파 잡음이 없는 등 권선형 변압기에 비해서 여러 가지 장점을 갖고 있다. 본 연구는 87.2[KHz]정도의 스위칭 모드에서 두께진동 모드 적층형 압전 변압기를 이용하여 전기적인 등가회로를 적용하여 DC-DC컨버터를 동작 하였다. 또한 DC-DC컨버터를 제안된 회로에 의해서 구동 고휘도 LED 구동 전원장치로써의 가능성을 제시 하였다.

하이브리드 커패시터를 적용한 소형 태양광 전원장치 (The Small Photovoltaic power supply using Hybrid Supercapacitor)

  • 김태엽
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.826-831
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    • 2019
  • 소형 독립형 태양광 전원장치는 조명장치, CCTV 등에 많이 활용되고 있다. 이러한 장치가 경쟁력을 가지기 위해서는 배터리와 같은 전력저장장치 수명이 매우 중요하다. 하이브리드 커패시터는 고밀도와 장수명의 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 하이브리드 커패시터를 이용한 독립형 태양광 전원장치를 제안한다. 전력변환장치의 구성하기 위해 하이브리드 커패시터의 충방전 특성 및 내부저항을 측정하였다. 일사량 변화에도 안정적인 최대 출력점 추종제어 알고리즘을 제시하였다. 제시한 시스템의 타당성을 검증하기 위해 18W의 하이브리드 커패시터와 10W태양광 전지를 이용하여 시제품을 제작하고 실험하였다.

Optimization of Powder Core Inductors of Buck-Boost Converters for Hybrid Electric Vehicles

  • You, Bong-Gi;Kim, Jong-Soo;Lee, Byoung-Kuk;Choi, Gwang-Bo;Yoo, Dong-Wook
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제6권4호
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    • pp.527-534
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    • 2011
  • In the present paper, the characteristics of Mega-Flux$^{(R)}$, JNEX-Core$^{(R)}$, amorphous and ferrite cores are compared to the inductor of buck-boost converters for Hybrid Electric Vehicles. Core losses are analyzed at the condition of 10 kHz sine wave excitations, and permeability fluctuations vs. temperature and magnetizing force will be analyzed and discussed. Under the specifications of the buck-boost converter for 20 kW THS-II, the power inductor will be designed with Mega-Flux$^{(R)}$ and JNEX-Core$^{(R)}$, and informative simulation results will be provided with respect to dc bias characteristics, core and copper losses.

영전류 스위칭 방식의 보조스위치를 갖는 새로운 영전압 스위칭 방식의 PWM 컨버터 (A New Zero-Voltage-Switching PWM Converters with Zero-Current-Switched Auxiliary Switch)

  • 마근수;홍일희;김양모
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제52권12호
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    • pp.632-640
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    • 2003
  • In conventional Zero-Voltage-Transition(ZVT) PWM converters, zero-voltage turn-on and turn-off for main switch without increasing voltage/current stresses is achieved at a fixed frequency. The switching loss, stress, and noise, however, can't be minimized because they adopt auxiliary switches turned off under hard-switching condition. In this paper, new ZVS-PWM converters of which both active and passive switches are always operating with soft-switching condition are proposed. Therefore, the proposed ZVS-PWM converters are most suitable for avionics applications requiring high-power density. Breadboarded ZVS-PWM boost converters using power MOSFET are constructed to verify theoretical analysis.

하이브리드 3레벨 다출력 DC-DC 컨버터 (Multi Output Hybrid Three level DC-DC Converter)

  • 강철하;이하석;주종성;;김은수;이승민;김광섭
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.9-10
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    • 2014
  • 최근 신재생에너지 및 전기자동차, 통신 IT 서버 전원 및 가전기기 등의 발전에 따라 고 전력밀도(High Power Density), 고 응답(Fast Transient Response) 및 고정밀(Tight Regulation) 출력제어를 위한 다 출력 절연형 DC/DC 컨버터가 개발 및 연구되고 있다. 본 논문에서는 개별적인 정밀제어를 요구하는 다 출력 DC-DC 컨버터에 대한 내용으로 위상천이(Phase-shift) DC-DC 컨버터와 LLC 공진컨버터 제어개념을 하나의 주회로를 사용하여 위상천이제어(Phase-shifted Modulation, PM)와 가변주파수제어(Variable Frequency Modulation, FM)를 통해서 개별적으로 정밀 제어할 수 있는 하이브리드 다 출력 3레벨 DC-DC 컨버터에 관한 내용이다.

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고전력밀도 OBC 개발을 위한 LLC 공진형 컨버터 스위칭 주파수 설계 (Switching Frequency Design of LLC Resonant Converter for High Power Density On Board Charger)

  • 이재한;손원진;안상준;변종은;이병국
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.55-57
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    • 2019
  • 본 논문에서는 3.3[kW] on board charger(OBC)의 고전력 밀도 달성을 위한 LLC 공진형 컨버터의 최적 스위칭 주파수를 설계한다. 스위칭 주파수에 따라 달라지는 손실 양상 및 전력 밀도를 분석하기 위해 각 스위칭 주파수 별 반도체 소자 손실을 계산하고, 각 주파수에 적합한 변압기를 설계하여 주파수 변화에 따른 시스템 손실과 부피를 비교한다. 비교 결과를 바탕으로 최적 스위칭 주파수를 설계한다.

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새로운 영전류 스위칭 방식의 PWM 컨버터 (New Zero-Current-Switching PWM Converters)

  • 마근수;김양모
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제50권9호
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    • pp.467-472
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    • 2001
  • In conventional zero-current-switching(ZCS) PWM converters, zero-current turn-off for main switch without increasing voltage/current stresses is achieved at a fixed frequency. The switching loss, stress, and noise, however, can\`t be minimized because they adopt auxiliary switches turned off and main switches turned on under hard-switching condition. In this paper, new ZCS-PWM converters of which all switches are always operating with soft-switching condition are proposed. Therefore, the proposed ZCS-PWM converters are most suitable for systems requiring high-power density Breadboarded ZCS-PWM boost converters using power MOSFET are constructed to verify theoretical analysis.

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GaN HEMT를 적용한 고전력밀도의 부스트 컨버터 개발 (GaN Boost Converter Development for High Power Density)

  • 정회정;김예린
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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    • pp.225-226
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    • 2017
  • 본 논문에서는 WBG소자인 GaN HEMT를 적용한 고전력밀도의 부스트 컨버터개발을 제안하였다. GaN HEMT는 문턱전압이 낮아 인덕턴스에 민감하므로 인덕턴스를 최소화시키는 PCB 레이아웃을 설계하였다. 입력단에 60V의 직류전원을 연결한 후, 출력 전압을 120V, 출력 전력을 100W와 200W로 고정하여 주파수에 따른 소자의 온도와 효율을 측정하였다. 주파수를 100kHz에서 1MHz까지 100kHz간격으로 변화시켜 실험하였고, 부하전력과 주파수가 커질수록 GaN HEMT의 온도가 상승하였다. 컨버터 효율은 부하전력이 100W이고, 주파수가 100kHz일 때 91.7%로 가장 낮은 효율이 나타났고, 부하전력이 200W, 주파수가 600kHz일 때 97.4%로 가장 높은 효율이 나타났다.

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작은 출력 전류 리플을 가지는 고밀도 듀얼 하프 브리지 LLC 공진형 컨버터 (High Power Density Dual Half Bridge LLC Resonant Converter With Reduced Output Current Ripple)

  • 김건우;김재상;문건우
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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    • pp.95-97
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    • 2019
  • 이 논문은 넓은 출력 전압 범위를 조절할 수 있는 새로운 듀얼 하프 브리지 LLC 공진 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 전압 더블러 모드와 전압 쿼드러플러 모드 두 가지 작동모드를 사용함으로써 좁은 스위칭 주파수 변동 범위에서도 넓은 출력 전압 범위를 조절할 수 있다. 또한 새로운 정류기 구조를 제안함으로써 출력 커패시터의 출력 전류 리플을 감소시켜 출력 커패시터의 크기를 감소시킨다. 따라서 제안된 컨버터는 넓은 출력전압 범위를 조절할 수 있으면서 높은 전력 밀도를 달성할 수 있다.

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높은 전력 밀도와 EMI 저감 성능을 갖는 비대칭 하프브릿지 공진형 컨버터 (Asymmetric Half-Bridge Resonant Converter with High Power Density and EMI Reduction Capability)

  • 박화평;김민아;정지훈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.48-50
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    • 2018
  • 전력 변환 장치에서 전자기파 장해를 막기위한 EMI 필터는 큰 부피를 차지하고 있기 때문에 이를 줄이는 것이 전력 변환장치의 제작 비용뿐 아니라 크기도 줄일 수 있어 전력 변환밀도를 높이는 유용한 방법이 된다. 기존에는 전력 변환 장치측면에서 스프레드 스팩트럼 및 소프트 스위칭을 구현하는 방법, 능동형 EMI 필터를 사용하는 방법 등이 제안되어 왔다. 하지만 공진형 컨버터의 경우 동작주파수를 흔드는 스프레드 스펙트럼을 사용하면 전압이득이 크게 영향을 받아 출력 전압의 제어 성능이 떨어진다. 본 논문에서는 공진형 컨버터에서 스프레드 스펙트럼을 구현하여 EMI 노이즈를 줄이는 동시에 원하는 출력 전압 제어 성능을 확보하기 위한 공진 탱크와 스프레드 스펙트럼 기법의 디자인 방법을 제안한다. 제안하는 디자인 방법의 타당성을 검증하기 위해 실험적으로 출력 전압제어 성능과 EMI 감소분을 보이고자 한다.

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