• 제목/요약/키워드: Isolated dc-dc converter

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단일 변압기를 이용한 고효율.저가격형 다중출력 LLC 공진형 컨버터 (High-Efficiency & Cost-Effective Multi-Output LLC Resonant Converter using Single Transformer)

  • 조상호;윤종규;노정욱;홍성수;김종해;이효범;한상규
    • 전력전자학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.439-446
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    • 2008
  • 다양한 기능을 동시에 구현하는 최근의 전자제품을 위한 전력 시스템은 다양한 종류의 전원을 구비해야 하며, 고효율 저가격 특성이 필수적이다. 이를 위해 본 논문은 단일 변압기를 이용한 중용량급의 고효율 저가격형 다중출력 LLC 공진형 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 단일 변압기를 이용하고, 요구되는 출력 당 고가의 DC/DC 컨버터의 추가 없이 1 개의 보조 스위치만으로 구현되므로 구조가 간단하고 저가격화 및 효율 개선에 유리하다. 또한 제안된 회로의 모든 전력 스위치들은 ZVS 또는 ZCS가 가능하므로 EMI 특성이 우수하며 스위칭 손실을 최소화 할 수 있다. 최종적으로 제안된 컨버터 및 전원시스템의 우수성과 이론적 분석의 타당성 검증을 위해 42" FHD급 PDP용 전원회로를 위한 시작품을 제작하여 고찰된 실험결과를 제시한다.

Analysis and Design Considerations for a High Power Buck Derived LED Driver with Extended Output Voltage and Low Total Harmonic Distortion

  • Lv, Haijun;Wu, Xinke;Zhang, Junming
    • Journal of Power Electronics
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    • 제17권5호
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    • pp.1137-1149
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    • 2017
  • In order to reduce the cost, improve the efficiency and simplify the complicated control of existing isolated LED drivers, an improved boundary conduction mode (BCM) Buck ac-dc light emitting diode (LED) driver with extended output voltage and low total harmonic distortion is proposed. With a coupled inductor winding and a stacked output, its output voltage can be elevated to a much higher value when compared to that of the conventional Buck ac-dc converter, without sacrificing the input harmonics and power factor. Therefore, the proposed Buck LED driver can meet the IEC61000-3-2 (Class C) limitation and has a low THD. The operating principle of the topology and the design methodology of the ac-dc LED driver are presented. A 150 W ac-dc prototype was built in the laboratory and it shows that the input current harmonics meet the lighting standard. In addition, the THD is less than 16% at a typical ac input. The peak efficiency is higher than 96.5% at a full load and a normal input.

조명 제어용 170W급 LLC 공진형 하프브리지 컨버터의 효율 특성 (The efficiency Characteristics of LLC Half-Bridge Resonant Converter for Universal Lighting control system)

  • 임성진;김성완;김창선;유진호;천승환
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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    • pp.23-24
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    • 2011
  • In this paper, the 170W LLC half bridge DC-DC converter is designed for the lighting management system. The power conversion circuit consists of PFC and isolated LLC resonant converter. The topology of LLC half bridge resonant converter provides ZVS characteristic. And the stresses of voltage and current is smaller than that of the general resonant converters. So we can expect the higher efficiency. The optimal conditions for high efficiency were investigated through by experiment.

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Four Novel PWM Shoot-Through Control Methods for Impedance Source DC-DC Converters

  • Vinnikov, Dmitri;Roasto, Indrek;Liivik, Liisa;Blinov, Andrei
    • Journal of Power Electronics
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    • 제15권2호
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    • pp.299-308
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    • 2015
  • This study proposes four novel pulse width modulation (PWM) shoot-through control methods for impedance source (IS) galvanically isolated DC-DC converters. These methods are derived from a PWM control method with shifted shoot-through introduced by the authors in 2012. In contrast to the baseline solution, where the shoot-through states are generated by the simultaneous conduction of all transistors in the inverter bridge, our new approach is based on the shoot-through generation by one inverter leg. The idea is to increase the number of soft-switched transients and, therefore, decrease the dynamic losses of the front-end inverter. All the proposed approaches are experimentally verified through an insulated-gate bipolar transistor-based IS DC-DC converter. Conclusions are drawn in accordance with the results of the switching loss analysis.

전기자동차용 리튬이온 배터리 급속충전장치 설계와 제어 (A Design and Control of Rapid Electric Vehicle Charging System for Lithium-Ion Battery)

  • 강태원;서용석;박현철;강병익;김성훈
    • 전력전자학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.26-36
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    • 2013
  • This paper presents a simple and cost-effective stand-alone rapid battery charging system of 30kW for electric vehicles. The proposed system mainly consists of active front-end rectifier of neutral point clamped 3-level type and non-isolated bi-directional dc-dc converter of multi-phase interleaved half-bridge topology. The charging system is designed to operate for both lithium-polymer and lithium-ion batteries. The complete charging sequence is made up of three sub-interval operating modes; pre-charge mode, constant-current mode, and constant-voltage mode. The pre-charge mode employs the stair-case shaped current profile to accomplish shorter charging time while maintaining the reliable operation of the battery. The proposed system is specified to reach the full-charge state within less than 16min for the battery capacity of 8kWh by supplying the charging current of 78A. Owing to the simple and compact power conversion scheme, the proposed solution has superior module-friendly mechanical structure which is absolutely required to realize flexible power expansion capability in a very high-current rapid charging system.

낮은 턴오프 전류를 갖는 비절연 고승압 ZVZCS DC-DC 컨버터 (Non-isolated High Step-up ZVZCS DC-DC Converter with Low Turn-off Current)

  • 정병길;최세완;박요한
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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    • pp.334-335
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    • 2011
  • 본 논문에서는 절연이 요구되지 않는 고승압 응용에 적합한 비절연 고승압 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 기존의 부스트 컨버터에 비해 약 2배의 승압비를 가지며 스위치와 다이오드의 전압 정격이 1/2로 감소되어 RDS(ON)이 작은 소자를 선정할 수 있다. 또한 스위치의 ZVS 턴온과 ZCS 턴오프가 성취되며 보조 회로의 공진을 이용함으로서 기존 방식에 비해 스위치의 턴오프 전류가 낮아져 스위칭 손실이 감소한다. 2kW의 시작품을 제작하여 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하였다.

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48V-380V 배전압 셀을 이용한 비절연 고승압 소프트 스위칭 dc-dc 컨버터 (48V-380V Non-isolated High Step-up Soft-Switching DC-DC Converter Using Voltage Multiplier Cells)

  • 한병길;정현주;김선주;최세완
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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    • pp.174-175
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    • 2017
  • 본 논문에서는 배전압 셀을 이용한 비절연 고승압 소프트스위칭 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 동일 듀티로 기존의 하프브리지 컨버터보다 약 2.5배의 승압비를 얻을 수 있고, CCM에서도 스위칭 소자의 소프트 스위칭이 가능하다. 또한, 스위칭 소자와 수동소자의 전압정격이 출력전압의 약 1/3로 감소되어 낮은 도통손실과 스위칭손실을 갖는 스위칭 소자 선정이 가능하며 전체 수동소자 에너지량이 될 수 있다. 1kW급 실험을 통해 동작을 확인하였다.

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PPS 제어기법을 이용한 48V-400V 비절연 양방향 DC-DC 컨버터 (48V-400V A Non-isolated Bidirectional DC-DC Converter using PPS Control)

  • 정현주;권민호;한병길;최세완
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.67-68
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    • 2016
  • 본 논문에서는 높은 승 강압비를 갖는 비절연형 양방향 컨버터를 제안한다. 제안하는 양방향 컨버터는 입력-병렬/출력-직렬(Parallel-Input/Series-Output, PISO) 구조로 인터리빙효과와 높은 전압이득을 얻을 수 있고 소자들의 전압정격이 고전압측 전압의 1/4배 수준으로 소자 선정이 용이하다. 또한, PWM plus Phase-Shift(PPS) 제어기법을 적용하여 전력의 흐름을 제어하면서 소프트스위칭을 최적화할 수 있다. 2kW급 시작품을 통해 듀티(D) 0.51 ~ 0.64를 사용하여 7 ~ 10배의 승 강압비를 달성하였으며 최고효율 96.1% 96.1%, 정격부하에서 95.9%, 96.0%를 달성하였다.

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절연형 양방향 DC-DC 컨버터의 초기 기동 방법 (Start-up solutions for bi-directional isolated DC-DC Converter)

  • 주동명;노용수;현병조;박준성;김진홍
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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    • pp.306-307
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    • 2020
  • 본 논문에서는 고전압-저전압 간 인터페이스에 활용되는 절연형 양방향 컨버터를 분석한다. 양방향 컨버터의 가능한 토폴로지 및 실제 구현시 발생할 수 있는 문제점 및 해결방안을 고찰하고 이를 시뮬레이션으로 검증한다.

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준공진 방식을 적용한 절연형 양방향 컨버터 (Isolated Bi-directional DC/DC Converter Using Quasi-Resonant)

  • 오민석;노용수;류무영;김준구;원충연
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.101-102
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    • 2013
  • 본 논문은 dual half bridge converter와 full-bridge converter가 결합된 절연형 양방향 컨버터를 제안하였다. 기존의 전류원 컨버터는 스위치가 턴-오프 시 전압 스파이크 문제가 발생한다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 절연형 양방향 컨버터에 공진 커패시터와 공진 인덕터를 추가하였다. 추가된 공진 소자들에 의해 준공진이 발생하고 이를 이용하여 스위치의 zero voltage switching (ZVS)조건을 충족시킬 수 있다. 그 결과 제안된 컨버터의 모든 스위치는 소프트 스위칭을 달성하고 전압 스파이크 문제를 해결 할 수 있다. 이를 이론적인 분석과 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

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