• Journal of Power Electronics
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• 제12권3호
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• pp.377-386
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• 2012

An interleaved bridgeless buck-boost AC/DC converter is presented in this paper to achieve the characteristics of low conduction loss, a high power factor and low harmonic and ripple currents. There are only two power semiconductors in the line current path instead of the three power semiconductors in a conventional boost AC/DC converter. A buck-boost converter operated in the boundary conduction mode (BCM) is adopted to control the active switches to achieve the following characteristics: no diode reverse recovery problem, zero current switching (ZCS) turn-off of the rectifier diodes, ZCS turn-on of the power switches, and a low DC bus voltage to reduce the voltage stress of the MOSFETs in the second DC/DC converter. Interleaved pulse-width modulation (PWM) is used to control the switches such that the input and output ripple currents are reduced such that the output capacitance can be reduced. The voltage doubler topology is adopted to double the output voltage in order to extend the useable energy of the capacitor when the line voltage is off. The circuit configuration, principle operation, system analysis, and a design example are discussed and presented in detail. Finally, experiments on a 500W prototype are provided to demonstrate the performance of the proposed converter.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.82-90
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• 2015

This paper proposes an efficient bi-directional DC/DC converter topology using multi-phase interleaved method for power storage system. The proposed converter topology is used for a power storage system using a vanadium redox flow battery(VRFB) and is configured to enable bidirectional power flow for charging and discharging of VRFB. Proposed DC/DC converter of the 4 leg method is reduced to 1/4 times the rating of the reactor and the power semiconductor device so can be reduce the system size. Also, proposed topology is obtained the effect of four times the switching frequency as compared to the conventional converter in each leg with a 90 degree phase shift 4 leg method. This can suppress the reduction of the life of the secondary battery because it is possible to reduce the current ripple in accordance with the charging and discharging of VRFB and may increase the efficiency of the entire system. In this paper, it proposed bidirectional high-efficiency DC/DC converter topology Using multi-phase interleaved method and proved the validity through simulations and experiments.

• Journal of Power Electronics
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• 제12권4호
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• pp.528-537
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• 2012

This paper presents an interleaved resonant converter with a parallel-series transformer connection in order to achieve ripple current reduction at the output capacitor, zero voltage turn-on for the active switches, zero current turn-off for the rectifier diodes, less voltage stress on the rectifier diodes, and less current stress on the transformer primary windings. The primary windings of the two transformers are connected in parallel in order to share the input current and to reduce the root-mean-square (rms) current on the primary windings. The secondary windings of the two transformers are connected in series in order to ensure that the transformer primary currents are balanced. A full-wave diode rectifier is used at the output side to clamp the voltage stress of the rectifier diode at the output voltage. Two circuit modules are operated with the interleaved PWM scheme so that the input and output ripple currents are reduced. Based on the resonant behavior, all of the active switches are turned on under zero voltage switching (ZVS), and the rectifier diodes are turned off under zero current switching (ZCS) if the operating switching frequency is less than the series resonant frequency. Finally, experiments with a 1kW prototype are described to verify the effectiveness of the proposed converter.

• Journal of Power Electronics
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• 제12권2호
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• pp.249-257
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• 2012

An interleaved PWM converter is proposed to implement the features of zero voltage switching (ZVS), load current sharing and ripple current reduction. The proposed converter includes two ZVS converters with a common clamp capacitor. With the shared capacitor, the charge balance of the two interleaved parts is automatically regulated under input voltage and load variations. The active-clamping circuit is used to realize the ZVS turn-on so that the switching losses on the power switches are reduced. The ZVS turn-on of all of the switching devices is achieved during the transition interval. The interleaved pulse-width modulation (PWM) operation will reduce the ripple current and the size of the input and output capacitors. The current double rectifier (CDR) is adopted in the secondary side to reduce output ripple current so that the sizes of the output chokes and capacitor are reduced. The circuit configuration, operation principles and design considerations are presented. Finally experimental results based on a 408W (24V/17A) prototype are provided to verify the effectiveness of the proposed converter.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.536-538
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• 2018

This paper introduces an enhanced interleaved (IL) PFC (Power Factor Correction) boost converter typed 650V Intelligent Power Module (IPM), which is fully optimized hybrid IGBT converter modules; Silicon (Si) IGBT and Silicon Carbide (SiC) diode, for up to 10kW HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) systems. It utilizes newly developed $4^{th}$ Generation Field Stop (FS) trench IGBTs, $EXTREMEFAST^{TM}$ anti-paralleled diodes, SiC Junction Barrier Schottky (JBS) diodes, Bridge rectifiers, Multi-function LVIC, and Built-in thermistor provide good reliable characteristics for the entire system. This module also takes technical advantage of DBC (Direct Bonded Copper) substrate for the better thermal performance. It is shown that the Si IGBT/SiC diode hybrid IL PFC module can achieve excellent EMI performance and greatly enhance the power handling capability or switching frequency of various applications compared to the Si IGBT/Diode. This paper provides an overall description of the newly developed 650V/50A Hybrid SiC IL PFC IPM product.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.496-503
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• 2009

이 논문은 새로운 인터리브 방식 삼상 절연형 고효율 부스트 컨버터를 제안한다. 이 컨버터는 삼상 전력변환 방식을 채택하여 보다 큰 전력전송 능력을 갖으며 각 상의 rms 전류값이 작으므로 전도손실도 작다. 이에 더하여, 삼상 부스트 컨버터의 인터리브 동작으로 인하여 입력 전류 리플이 줄어들고, 실효 동작 주파수의 증가로 필터소자의 크기가 작아져서 높은 전력밀도를 갖는다. 부스트 컨버터 출력의 각 상 전류는 제안된 3 상 PWM 구동방식에 따라 전류 연속모드로 동작하여 3 상 변압기로 통합된다. 이 컨버터는 전도손실이 작아 96% 이상의 효율로 동작하며 능동클램프의 작용으로 스위칭 손실도 역시 작다. 제안된 컨버터와 PWM 구동방식을 분석 및 시뮬레이션 하고 하드웨어로 제작하였다. 제작된 시제품을 500 W 급으로 실험하여 모든 설계검증 및 해석을 실시하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.298-308
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• 2017

본 논문에서는 DC-DC Converter에서의 고조파로 인한 전자기적 잡음을 줄이기 위해 Random PWM을 적용한 Interleaved Buck Converter(IBC) 시스템을 제안한다. PWM 직류전원장치에서 스위칭 방식을 사용하는 경우 스위칭 손실 및 EMI 문제가 발생하기 때문에 많은 고조파를 포함하고 있어 선간 전압의 왜곡 등을 유발한다. 따라서 이에 대한 해결방법으로 PRBS를 이용한 IBC를 최초로 제안한다. 이 방식의 회로 구조는 2개의 능동형 스위치를 가지며 180도의 위상차를 갖는 2개의 PWM 신호를 이용하여 회로를 제어한다. IBC는 1세트의 스위치를 추가하기 때문에, 비용 측면 등에서는 불리 할 수 있으나 전력분배, 출력전류 리플 감소, 빠른 회로 반응속도, 수동소자크기 감소의 이점을 가진다. 본연구의 타당성을 확인하기 위하여 PSIM 시뮬레이터를 이용하였고 Random PWM을 적용한 IBC 회로를 설계하여 기존의 PWM과 RPWM 방식만을 사용하는 Buck-converter 회로를 PSIM 시뮬레이터를 이용하여 결과를 확인하고 분석하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.116-123
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• 2003

본 논문에서는 SMPS의 교류 입력측 역률을 개선시킬 수 있는 전치 레귤레이터로서 interleaved 승압형 컨버터를 관하여 연구하였다. Interleaved 승압형 역률보상 컨버터(IBPFC)는 입력전류를 두 개의 스위칭 소자에 의하여 50%씩 나누어져 흐르게 함으로써, 내부 전류제어 루프 얼이 전압제어 루프만으로 제어계를 구성하여 입력전류 리플을 줄일 수 있다. 즉, IBPFC를 구성하는 각각의 부스트 컨버터 cell을 불연속 전류모드로 동작시키더라도 전체적인 입력전류의 파형은 연속이 되어 입력전류 리플이 감소하게 된다. 불연속 전류모드로 동작하는 IBPFC를 해석하기 위하여 스위칭 상태에 따라서 6개의 모드로 구분하여 상태방정식을 구하였다. 또한, 각 상태방정식을 상태공간 평균화법을 이용하여 모델링하고, 미소변동분을 고려한 소신호 해석을 통하여 제어전달함수를 구할 수 있다. 또한, 제어전달함수를 이용하여 단일 전압제어 루프를 가지는 제어계를 설계하였으며, 이러한 해석 및 설계를 바탕으로 실험을 통하여 IBPFC의 역률개선 및 리플저감을 확인하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제14권5호
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• pp.815-826
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• 2014

An improved bridgeless interleaved boost power factor correction (PFC) rectifier to improve power efficiency and component utilization is proposed in this study. With combined conventional bridgeless PFC circuit and interleaved technology, the proposed rectifier consists of two interleaved and magnetic inter-coupling boost bridgeless converter cells. Each cell operates alternatively in the critical conduction mode, which can achieve the soft-switching characteristics of the switches and increase power capacity. Auxiliary blocking diodes are employed to eliminate undesired circulating loops and reduce current-sensing noise, which are among the serious drawbacks of a dual-boost PFC rectifier. Magnetic component utilization is improved by symmetrically coupling two inductors on a unique core, which can achieve independence from each other based on the auxiliary diodes. Through the interleaved approach, each switch can operate in the whole line cycle. A simple control scheme is employed in the circuit by using a conventional interleaved controller. The operation principle and theoretical analysis of the converter are presented. A 600 W experimental prototype is built to verify the theoretical analysis and feasibility of the proposed rectifier. System efficiency reaches 97.3% with low total harmonic distortion at full load.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.136-144
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• 2010

본 논문에서는 2개의 액티브 클램프 포워드 컨버터로 구성된 투 스위치 인터리브 액티브 클램프 포워드 컨버터를 제안하고자 한다. 제안된 컨버터는 단지 2개의 스위치만을 필요로 하며, 각 스위치는 상호 보조스위치로서 동작하기 때문에 회로의 구성이 간단하고 저비용의 용이한 제어를 특징으로 한다. 아울러 부가적인 공진 인덕터로 인하여 데드타임 동안에 영전압 스위칭 동작이 가능하다. 제안된 컨버터는 인터리브 동작으로 인하여 출력 전압 및 전류 리플이 저감되므로 출력 필터의 크기를 줄일 수 있으며, 그로인하여 컨버터의 부피를 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 제안된 투 스위치 인터리브 액티브 클램프 포워드 컨버터의 모드별 해석과 특성을 논의하였으며, 160[W]급 시작품을 제작하여 그 타당성을 검증하였다.