• Title/Summary/Keyword: High-efficiency high-power boost converter

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New Active Snubber Cells for High Step-up Interleaved DC-DC Converters

  • ;Kim, Seon-Ju;;Jeong, Hyeon-Ju;Choe, Se-Wan
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2018.07a
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    • pp.18-20
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    • 2018
  • This paper proposes a new pair of Active Snubber Cells (ASCs) which can fully provide soft switching for a Floating-output Double Boost Converter (FDBC). Besides that, the introduced ASCs are applicable for all basic DC-DC converters. Main switches of the FDBC turn on and off with ZVS. However, the main diodes are ZCS turned off. Furthermore Snubber switches are turned on and off with ZCS and ZVS respectively. It worthy to mention also that the soft switching for snubber diodes of the presented cells is achieved. A 1.5kW, 100kHz prototype of the FDBC with the proposed ASCs was built and evaluated; and the maximum attained efficiency is 97.3%.

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High Efficiency Photovoltaic Micro-Inverter Application of Two-Stage tapped-inductor Buck-Boost Converter (이단형 탭인덕터 벅-부스트 컨버터를 적용한 고효율 마이크로 인버터)

  • Jang, Jong-Ho;Tran, Thang;Park, Joung-Hu
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2013.07a
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    • pp.258-259
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    • 2013
  • 본 논문에서는 저가형의 고효율 이단형 탭인덕터 벅-부스트 컨버터를 적용한 마이크로 인버터를 제안한다. 제안하는 인버터는 정상상태 연속모드(CCM)에서 단상전력계통에 고역률의 정현파전류를 공급할 수 있는 새로운 구조이다. 강압시에는 벅 모드로 동작하며, 승압시에는 탭인덕터 부스트 모드로 동작한다. 정류형태의 전류를 인버터에 공급하며, 낮은 주파수를 사용하는 전파정류 인버터가 고역률의 교류 파형으로 변환한다. 벅-부스트에 탭인덕터를 적용함으로써 권선비에 따른 시비율을 조절할 수 있어 극단적인 승압시에도 벅-부스트의 도통을 적절히 유지할 수 있다. 제안하는 인버터는 정상상태 연속모드(CCM), 200W급 하드웨어 프로토타입을 통해 동작특성 및 효율 분석을 하였다.

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A High Efficiency Isolated Boost Converter without Clamp Circuits for Fuel Cell Application (연료전지 응용을 위한 클램프회로 없는 고효율 절연형 부스트 컨버터)

  • Kim, Hyung-Joon;Kim, Jeong-Geun;Myung, Hong-Jae;Park, Sung-Sik;Khegay, Andrey;Choi, Se-Wan
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2007.07a
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    • pp.362-365
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    • 2007
  • 본 논문에서는 연료전지 응용을 위한 새로운 절연형 부스트 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 입력 전류 리플이 작고 높은 승압비를 가질 뿐만 아니라 클램프 회로와 스타트-업 회로가 필요없고 넓은 부하영역에서 영전압 턴온과 턴오프가 가능하여 고전력밀도 및 고효율을 달성할 수 있다. 제안하는 컨버터의 동작원리를 설명하였고 기존 컨버터와의 비교분석을 수행하였으며 시뮬레이션을 통해 본 방식의 타당성을 검증하였다.

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A New Bridgeless Boost PFC Converter For High Efficiency With Universal Input Voltage (유니버셜 입력 전압에서 높은 효율을 가지는 새로운 브리지리스 부스트 PFC 컨버터)

  • Lee, Jeong-Soo;Kim, Chong-Eun;Ko, Seung-Hwan;Moon, Gun-Woo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2017.07a
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    • pp.162-163
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    • 2017
  • 본 논문에서는, 유니버셜 입력 전압에서 높은 효율을 가지는 새로운 구조의 브리지리스 부스트 PFC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 두 개의 인덕터와 네 개의 GaN 스위치, 두 개의 다이오드와 SPDT 릴레이를 사용하여 입력 전압에 따라 토폴로지 변환이 가능하다. 로우라인 입력전압이 인가될 경우, 제안하는 컨버터는 기존의 인터리브드 토템폴 브리지리스 PFC 컨버터로 동작하는 반면, 하이라인 입력전압이 인가될 경우, 제안하는 컨버터는 하나의 부스트 컨버터로 동작하게 된다. 따라서 제안하는 컨버터는 유니버셜 입력전압에서 높은 효율을 가지며, 고효율을 요구하는 서버용 전원장치나 유니버셜 입력을 요구하는 기타 PFC 어플리케이션에 적용될 수 있다. 제안하는 컨버터는 유니버셜 라인 입력 ($90V_{AC}{\sim}265V_{AC}$), 400V / 1.6kW 출력의 프로토타입 컨버터를 통해 동작을 검증하였다.

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A Design of PFC Circuit for Reducing the Harmonic in Constant Voltage-fed Electronic Ballast Circuit (정전압형 전자식 안정기 회로의 고조파 저감을 위한 PFC회로의 설계)

  • 이현무;고강훈;고희석;이현우
    • Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.343-348
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    • 2003
  • In this paper, a PFC(Power Factor Correction) electronic ballast with constant voltage-fed is proposed. The proposed PFC electronic ballast is combined of a High-efficiency boost converter and a conventional half bridge inverter. It is proved that the ripple of input-current and the input-current's harmonic of the proposed PFC electronic ballast are reduced using the voltage divider and soft-switching technique. It is demonstrated that simulation results for 40[W] fluorescent lamp correspond with theoretical analysis

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High efficiency photovoltaic charger using combination converter mode (콤비네이션 컨버터 모드를 이용한 고효율 태양광 충전기)

  • Yang, Ji-Hoon;Lee, Sang-Hun;Hong, Yeng-Pyo;Song, Hyun-Jig;Park, Sung-Jun
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2014.07a
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    • pp.439-440
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    • 2014
  • 본 논문에서는 발생전압이 충전전압보다 높은 경우는 Buck 컨버터로 동작하고 발생전압이 충전전압보다 낮은 경우 Boost 컨버터로 동작하는 모드 자체를 독립적으로 구현할 수 있는 새로운 형태의 DC-DC 컨버터를 제안함으로서 시비율 변화를 줄여 인덕터의 전류 리플을 줄임으로서 효율을 개선하고자 한다.

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High-Efficiency Fixed-Frequency LLC Resonant Converter With Integrated Boost Preregulator (부스트 프리레귤레이터가 통합된 고효율 고정-주파수 LLC 공진형 컨버터)

  • Choi, Seung-Hyun;Kim, Jae-Sang;Kim, Tae-Woo;Moon, Gun-Woo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2020.08a
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    • pp.76-78
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    • 2020
  • 본 논문에서는 부스트 프리레귤레이터가 통합된 새로운 고효율 고정-주파수 LLC 공진형 컨버터를 제안한다. 기존 부스트 프리레귤레이터가 사용된 2단-구조의 컨버터는 연속적인 입력전류 및 넓은 전압이득 범위를 가져 태양광 및 연료전지에 적합한 토폴로지이다. 하지만, 부스트 프리레귤레이터 단에서 하드 스위칭으로 인한 큰 스위칭 손실, 큰 다이오드 도통 손실이 발생하여 낮은 효율을 갖는 문제가 발생한다. 따라서 이를 해결하기 위해, 제안된 회로는 부스트 프리레귤레이터를 통합시킨 새로운 구조를 사용하여 모든 스위치의 영전압 스위칭을 달성하고, 다이오드를 소거하였다. 따라서 제안된 회로는 높은 효율을 갖는다. 제안된 회로의 효용성을 증명하기 위해, 24-32V 입력전압과 12-16V(200W)출력에서 실험이 진행되었다.

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A Study on Propulsion Control Device Characteristics of Small-scale Electric Railway Vehicle according to Driving Curve Tracking using Fuel Cell Generation System (연료전지 발전시스템을 이용한 축소형 철도차량의 운전곡선 추종에 따른 추진제어장치 특성 고찰)

  • Jung, No-Geon;Chang, Sang-Hoon;Kim, Jae-Moon
    • The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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    • v.64 no.12
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    • pp.1804-1809
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    • 2015
  • The study in railway system to apply a fuel cell system with high efficiency and mobility than other renewable energy is being actively conducted. It is needed a analysis on load characteristics and control method of rolling stock in order to apply to rolling stock. This paper presents study on control small-scale prototype power converter electric railway vehicle using fuel cell generation system. Experiment is conducted through real fuel cell generation system and reference speed applying the driving curve of the actual electric railway vehicle was applied. Also, output voltage of boost converter is controlled considering characteristic of fuel cell. And it was confirmed characteristic according to powering and regeneration of inverter.

The Characteristics Analysis and Design of High-Frequency Isolated Type ZVZCS PS-PWM DC-DC Converter with Fuel Cell Generation System (연료전지 발전시스템에 적용된 고주파 절연형 ZVZCS PS-PWM DC-DC 컨버터의 설계 및 특성 해석)

  • Suh, Ki-Young;Mun, Sang-Pil;Kim, Dong-Hun;Lee, Hyun-Woo;Kwon, Soon-Kurl
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.20 no.4
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    • pp.21-28
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    • 2006
  • In this paper, the proposed full-bridge high frequency isolated zoo voltage and zero current switching phase shifted pulse width modulation(ZVZCS PS-PWM)DC-DC converter among fuel cell generation system consist of 1.2[kW] fuel cell of Nexa Power Module, full-bridge DC-DC converter to boost the fuel cell low voltage($28{\sim}43[%]$) to 380[VDC] and a single phase full-bridge inverter is implemented to produce AC output(220[VAC], 60[Hz]). A tapped inductor filter with freewheeling diode is newly implemented in the output filter of the proposed full-bridge high frequency isolated ZVZCS PS-PWM DC-DC converter to suppress circulating current under the wide output voltage regulation range, thus to eliminate the switching and transformer turn-on/off over-short voltage or transient phenomena. Besides the efficiency of $93{\sim}97[%]$ is obtained over the wide output voltage regulation ranges and load variations.

A Study on High-Efficiency MPPT Algorithm Based on P&O Method with Variable Step Size (가변 스텝 사이즈를 적용한 P&O 방식 기반의 고효율 MPPT 알고리즘 연구)

  • Kim, Bongsuck;Ding, Jiajun;Sim, Woosik;Jo, Jongmin;Cha, Hanju
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.24 no.1
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    • pp.1-8
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    • 2019
  • In this study, a maximum power point tracking (MPPT) algorithm based on the perturb and observe (P&O) method with variable step size is proposed to improve the dynamic response characteristic of MPPT, using the existing P&O method. The proposed algorithm, which we verified by simulation and experiment, can track the maximum power point (MPP) through duty control and consisted of three operation modes, namely, constant voltage mode, fast mode, and variable step mode. When the insolation is constant, the voltage variation of the operating point at the MPP is reduced through the step size reduction of the duty in the variable step mode. Consequently, the vibration of the operating point is reduced, and the power generation efficiency is increased. When the insolation changes, the duty and the photovoltaic (PV) voltage are kept constant through the constant voltage mode. The operating point then rapidly tracks the new MPP through the fast-mode operation at the end of the insolation change. When the MPP is reached, the operation is changed to the variable step mode to reduce the duty step size and track the MPP. The validity of the proposed algorithm is verified by simulation and experiment of a PV system composed of a PV panel and a boost converter.