• Title/Summary/Keyword: Interleaved bidirectional DC-DC converter

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Current Ripple Analysis of 3-phase Interleaved Bidirectional DC-DC Converter In Case of DC Link Voltage Variation (DC 링크 전압이 가변하는 경우의 3상 인터리브드 양방향 DC-DC컨버터의 전류리플 해석)

  • Sun, Daun;Jung, Jae-Hun;Nho, Eui-Cheol;Kim, Heung-Geun;Chun, Tae-Won
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2015.11a
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    • pp.189-190
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    • 2015
  • 본 논문은 계통연계형 인버터의 DC-Link단 전압 변동에 따른 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 배터리 전류 리플 분석에 관한 것이다. 배터리 전류 리플 저감을 위하여 인터리브드 방식을 사용하였으나 전압 변동에 따라 전류 리플이 변하므로 전류 리플을 최소화 하는 방법을 찾고자 한다. 전 부하구간에서 전류 임계모드로 동작시켜 시스템의 효율을 높였으며, 배터리 전압과 DC-Link단 전압 변동에 따라 주파수와 듀티를 가변시켜 출력전력을 제어하였다. 시뮬레이션을 통하여 전류 리플 해석 결과를 보였다.

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Power Distribution Control Scheme for a Three-phase Interleaved DC/DC Converter in the Charging and Discharging Processes of a Battery Energy Storage System

  • Xie, Bing;Wang, Jianze;Jin, Yu;Ji, Yanchao;Ma, Chong
    • Journal of Power Electronics
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    • v.18 no.4
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    • pp.1211-1222
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    • 2018
  • This study presents a power distribution control scheme for a three-phase interleaved parallel DC/DC converter in a battery energy storage system. To extend battery life and increase the power equalization rate, a control method based on the nth order of the state of charge (SoC) is proposed for the charging and discharging processes. In the discharging process, the battery sets with high SoC deliver more power, whereas those with low SoC deliver less power. Therefore, the SoC between each battery set gradually decreases. However, in the two-stage charging process, the battery sets with high SoC absorb less power, and thus, a power correction algorithm is proposed to prevent the power of each particular battery set from exceeding its rated power. In the simulation performed with MATLAB/Simulink, results show that the proposed scheme can rapidly and effectively control the power distribution of the battery sets in the charging and discharging processes.

Switching Losses Minimization of the Three-phase Interleaved Bidirectional DC-DC Converter for Battery Charging and Discharging (배터리 충·방전용 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 스위칭 손실 최소화)

  • Kwon, Chang-Keun;Jung, Jae-Hun;Nho, Eui-Cheol;Kim, In-Dong;Kim, Heung-Geun;Chun, Tae-Won
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2012.11a
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    • pp.42-43
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    • 2012
  • 본 논문에서는 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 소프트스위칭 기법에 대해 연구하였다. 인터리브드 방식에 사용되는 소프트스위칭 기법의 장 단점을 파악하고 전기자동차 충 방전용으로 적합한 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 소프트스위칭 기법에 대해 제안한다.

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An Interleaved Full Bridge Bidirectional DC-DC Converter for Battery Cycler with High Voltage Conversion Ratio (높은 승/강압비를 갖는 밧데리 싸이클러용 인터리브 방식 풀 브릿지 양방향 DC-DC 컨버터)

  • So, Byong-Chul;Jin, Yong-Sin;Kim, Hag-Wone;Cho, Kwan-Yuhl;Lim, Byung-Kuk;Mok, Hyung-Soo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.195-196
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    • 2011
  • 본 논문은 높은 승,강압비를 가지는 배터리 충방전용 양방향 풀브리지 컨버터를 제안한다. 기존의 양방향 컨버터는 승강압비가 낮아 밧데리 방전시 발생된 전기에너지를 저항을 통해 방전 시켜서 운전하였다면, 본 논문에서 제안하는 방식은 밧데리 방전시 높은 승압비로부터 높은 DC 링크 전압을 얻어, 이 전압을 이용하여 계통으로 회생시킬 수 있도록 한 양방향 컨버터이다. 양방향 컨버터의 높은 승압비를 얻기 위해서 두 개의 DC-DC 컨버터를 입력 직렬, 출력 병렬 회로 형태로 연결하고, Battery 측을 Interleave 방식을 채택하여 전류 맥동을 줄이고, 높은 승강압비를 얻을 수가 있도록 하여, 배터리의 수명에 영향을 주는 전류리플을 감소하는 효과를 얻는다. 제안된 방식은 시뮬레이션을 통해 증명하였다.

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A Switching Method for Seamless Phase Transform of 3-phase Interleaved Bidirectional DC-DC Converter (3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 부드러운 상전환을 위한 스위칭 기법)

  • Jeong, Hyesoo;Jung, Jae-Hun;Kim, JiHyun;Nho, Eui-Cheol;Kim, Heung-Geun;Chun, Tae-Won
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2016.07a
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    • pp.377-378
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    • 2016
  • 본 논문은 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 전류 리플 최소화에 관한 것이다. 3상 양방향 컨버터를 부하에 따라 3상 또는 2상으로 상전환 시 전류 변동의 크기를 최소화하기 위한 스위칭 기법을 제안하고 시뮬레이션을 통하여 제안한 방식을 검증하였다.

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A Switching Method for Loss Reduction in DCM Operation of 3-Phase Interleaved Bidirectional DC-DC Converter (3상 인터리브드 양방향 DC-DC컨버터의 DCM구동시 손실 저감을 위한 스위칭 기법)

  • Seo, Bo-Gil;Jung, Jae-Hun;Nho, Eui-Cheol;Kim, In-Dong;Kim, Heung-Geun;Chun, Tae-Won
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2014.07a
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    • pp.319-320
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    • 2014
  • 본 논문은 DCM(Discontinuous Conduction Mode)로 동작하는 3상 인터리브드 양방향 DC-DC컨버터를 다룬다. 전류 리플을 줄이기 위해 3상 인터리브드 방식을 이용하였으며 소프트 스위칭 조건을 확보하기 위해 DCM동작을 한다. DCM동작시 스위칭 손실을 분석하고 이를 저감하기 위하여 새로운 스위칭 기법을 제시하며 실험으로 유용성을 입증한다.

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Phase Controlled Switching Method for 3-Phase Interleaved Bidirectional DC-DC Converter (3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 상제어 스위칭 기법)

  • Kim, JiHyun;JEONG, HYESOO;ung, Jae-Hun;Nho, Eui-Cheol;Kim, Heung-Geun;Chun, Tae-Won
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2015.07a
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    • pp.35-36
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    • 2015
  • 본 논문에서는 3상 인터리브드 양방향 DC - DC 컨버터의 상제어 스위칭 기법을 제안하였다. 부하 변동에 따라 2상 또는 3상 인터리빙이 되도록 하여 소프트 스위칭은 물론 배터리 충방 전 전류에 포함된 전류 리플의 크기도 최소화하는 효과가 있다. 3[kW] 시스템에 대하여 전류 임계모드가 되도록 하는 인덕턴스 값을 유도하였으며 시뮬레이션을 통하여 제안한 방식의 타당성을 입증하였다.

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Design of 3-Phase Interleaved Bidirectional DC-DC Converter for Phase Controlled Switching Method (상 제어 기법을 이용한 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 시스템 설계)

  • Kim, JiHyun;Jung, Jae-Hun;Nho, Eui-Cheol;Kim, Heung-Geun;Chun, Tae-Won
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2015.11a
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    • pp.191-192
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    • 2015
  • 본 논문에서는 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 상제어 스위칭 기법을 이용하여 부하의 변동에 따라 2상 또는 3상 인터리빙이 되도록 하는 시스템 설계방법을 제시한다. 3[kW] 시스템에 대하여 전류 임계모드가 되도록 하는 인덕턴스 값을 유도하였으며 2상으로 동작 시 최대 전력 구간 범위를 구하고 시뮬레이션을 통하여 제안한 방식의 타당성을 입증하였다.

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A Single-Stage AC-DC Power Module Converter for Fast-Charger (급속충전기용 파워 모듈을 위한 단일단 AC-DC 컨버터)

  • LE, Tat-Thang;Choi, Sewan
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.27 no.5
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    • pp.384-390
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    • 2022
  • In this study, a single-stage, four-phase, interleaved, totem-pole AC-DC converter is proposed for a super-fast charger station that requires high power, a wide voltage range, and bidirectional operation capabilities and adopts various types of electric transport vehicles. The proposed topology is based on current-fed push-pull dual active bridge converter combined with the totem-pole operation. Owing to the four-phase interleaving effect, the bridge on the grid side can switch at 0.25, 0.5, and 0.75 to achieve a ripple-free grid current. The input filter can be removed theoretically. Switching methods for the duty of the secondary-side duty cycle are proposed, and they correspond to the primary duty cycle for reducing the circulating power and handling the total harmonic distortion. Therefore, the converter can operate under a wide voltage range. Experimental results from a 7.5 kW prototype are used to validate the proposed concept.

Development of 80kW Bi-directional Hybrid-SiC Boost-Buck Converter using Droop Control in DC Nano-grid (DC 나노그리드에서 Droop제어를 적용한 80kW급 양방향 하이브리드-SiC 부스트-벅 컨버터 개발)

  • Kim, Yeon-Woo;Kwon, Min-Ho;Park, Sung-Youl;Kim, Min-Kook;Yang, Dae-Ki;Choi, Se-Wan;Oh, Seong-Jin
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.22 no.4
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    • pp.360-368
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    • 2017
  • This paper proposes the 80-kW high-efficiency bidirectional hybrid SiC boost/buck converter using droop control for DC nano-grid. The proposed converter consists of four 20-kW modules to achieve fault tolerance, ease of thermal management, and reduced component stress. Each module is constructed as a cascaded structure of the two basic bi-directional converters, namely, interleaved boost and buck converters. A six-pack hybrid SiC intelligent power module (IPM) suitable for the proposed cascaded structure is adopted for high-efficiency and compactness. The proposed converter with hybrid switching method reduces the switching loss by minimizing switching of insulated gate bipolar transistor (IGBT). Each module control achieves smooth transfer from buck to boost operation and vice versa, since current controller switchover is not necessary. Furthermore, the proposed parallel control using DC droop with secondary control, enhances the current sharing accuracy while well regulating the DC bus voltage. A 20-kW prototype of the proposed converter has been developed and verified with experiments and indicates a 99.3% maximum efficiency and 98.8% rated efficiency.