In this paper, authors propose a novel step-up AC-DC chopper operated with power factor correction (PFC) and with high efficiency. The proposed chopper behaves with discontinuous current control (DCC) of input current. The input current waveform in the proposed chopper is got to be a discontinuous sinusoid form in proportion to magnitude of ac input voltage under the constant duty cycle switching. Therefore, the input power factor is nearly unity and the control method is simple. In the general DCC chopper, the switching devices are turned-on with the zero current switching, but turn-off of the switching devices is switched at current maximum value. To achieve a soft switching of the switching turn-off, the proposed chopper is used a new partial resonant circuit. The result is that the switching loss is very low and the efficiency of chopper is high.
본 논문에서는 DSP(TMS320F2812)를 사용하여 단상 역률개선을 디지털로 설계하였다. 이러한 승압형 역률개선 컨버터를 디지털로 구현하기 위하여 DSP는 컨버터의 입력전압과 인덕터전류, 컨버터의 출력전압이 필요하며 이를 DSP 내부에 있는 12비트 A/D변환기로 구현하였다. 승압을 위한 스위칭소자인 FET가 ON/OFF 될 때 심한 고주파 노이즈와 스위칭 리플이 발생한다. DSP에 의해 구현시 어느 시점에서 A/D 변환을 시작할지 결정하는 것은 대단히 중요하며 스위칭 노이즈가 발생하지 않는 곳에서 A/D 변환을 할 필요가 있다. PWM의 시비율(duty ratio)은 약 5 %에서 95 %까지 가변적이기 때문에 A/D 변환의 고정된 시작점을 찾을 수는 없다. 따라서 본 논문에서는 25 us 마다 PWM의 ON/OFF 폭을 미리 예측한 후 타이머를 이용하여 A/D 변환을 하도록 하였다. 실험 결과들로부터 광범위한 입력전압에 대하여 약 0.99의 역률과 80 Vdc 출력 전압에 대한 리플이 약 5 Vpp임을 확인하였다. 또한 윈도우즈 Xp 환경 하에서 수행되는 응용프로그램을 작성하여 원격에서 단상 PFC 컨버터의 각종 파라미터들과 전압 및 전류 제어기의 이득들을 모니터링하며 원격제어가 가능함을 보여 상용화의 가능성과 유용성을 제시하였다.
Kim, Duk-You;Kim, Jae-Kuk;Lee, Woo-Jin;Moon, Gun-Woo
전력전자학회:학술대회논문집
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전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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pp.382-384
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2008
Hold-up time is a special requirement for the front end DC/DC converter in a server power supply. It forces the converter with the variable switching frequency to operate in a wide switching frequency range, which makes the regulation difficult and reduces the power density. In this paper a novel frequency controlled half bridge converter with the hold-up time extension circuit is proposed. During the hold-up time, the auxiliary switches are turned on, thus the resonant inductance is reduced and the voltage conversion ratio is increased. Therefore, the output capacitor of the power factor correction (PFC) circuit can be decreased, and the converter can have high power density. The proposed converter is verified by experimental results from a prototype with 700W, 400V input, and 12V output.
Journal of information and communication convergence engineering
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제5권4호
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pp.362-368
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2007
A single-phase uninterruptible power supply system equipped with a superconducting magnet energy storage unit is proposed to achieve a simple circuit configuration and higher system reliability. It reduces a number of switching devices by applying a common-arm scheme. Removing some switches or substituting passive elements for active switches can increase the sophistication and reduces degree of freedom in control strategy. However, high-performance DSP controller can execute the complicated control task with no additional cost. Operational principles to normal, stored-energy, and bypass mode are discussed in detail. The validity of the proposed system is verified by experimental results.
한국마린엔지니어링학회 2001년도 추계학술대회 논문집(Proceeding of the KOSME 2001 Autumn Annual Meeting)
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pp.107-111
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2001
This paper presents a detailed analysis method of the universal input forward converter with LC input filter operating in discontinuous capacitor voltage mode(DCVM) for wind power generation. In this analysis, condition for DCVM operation and conversion ratio for rectified sinusoidal input are made clear. To verify the validity of the analysis, simulation is carried out for the universal input ranging from 90 $V_{rms} to 260 V_{rms}$
Ac-dc PWM single-stage converters that integrate the PFC and dc-dc conversion functions in a single switching converter have been proposed to try to minimize the cost and complexity associated with implementing two separate and independent switch-mode converters. In this paper, two simple ac-dc single-stage PWM full-bridge converters are considered - one current-fed, the other voltage-fed. The operation of both converters is explained and their properties are noted. Experimental results obtained from simple lab prototypes of both converters are presented, then compared and discussed.
This paper describes the design and implementation of a unit module for a 10 kVA class 13.2 kV/220 V unidirectional solid-state transformer (SST) with silicon-carbide metal-oxide-semiconductor field-effect transistors. The proposed module consists of an active-front-end (AFE) converter to interface 1320 V AC voltage source to 2500 V DC link and an isolated resonant DC-DC converter for 500 V low-voltage DC output. The design approaches of the AFE and the isolated resonant DC-DC converters are addressed. The control structures of the converters are described as well. The experiments for the converters are performed, and results verify that the proposed unit module can be successfully adopted for the entire SST operation.
This paper is about the suggestion for the development in the commercialization for 3.6kW Class On-Board charger. It is suggesting non-insulation AC-DC Boost Power Factor correction circuit and insulation DC-DC resonant Converter for circuit design. In addition, Input AC voltage in the power supply is DCM control which can be designed to decrease the inductance for the inductor size to be reduced. DCM controls and Interleaved PFC can be designed to decrease the inductor size increasing the power conversions. Also, using the insulation DC-DC resonant converter, the efficiency can be increased. This system is verified using prototype hardware.
본 논문은 기존의 2개의 전력 처리단을 갖는 컨버터를 단일 전력단으로 구성하고, ZVS기법을 이용한 고역률 단일전력단 고주파 공진 AC-DC 컨버터를 제안하고 있다. 입력단에 승압형 역률개선 인덕터를 연결하여 일정 듀티비와 가변 스위칭 주파수로 입력전류를 불연속 모드로 제어함으로써 입력 역률을 개선하는 것이 가능하였다. 종래의 2개 전력 처리단을 가지는 컨버터의 경우 역률 제어용 스위치가 별도로 필요하지만 전력 처리단을 하나로 단일화 시키므로써 컨버터의 구성이 간략화 되어져, 비용의 저감과 신뢰성을 증가시킬 수 있는 등의 장점이 있다. 본 연구는 고역률 단일전력단 AC-DC 컨버터의 동작원리와 무차원화 파라미터를 이용한 특성평가를 범용성 있게 행하여, 특성평가에서 산출한 특성값을 기초로 하여 실험장치를 제작하였으며, 실험치와 이론치를 비교ㆍ검토하여 제안 회로의 특성해석의 정당성을 입증하고 있다.
본 논문에서는 새로운 무손실 스너버 회로를 설계하여 적용한 PWM-PFC 스텝-업 컨버터에 대해 제안한다. 제안된 컨버터는 전류불연속 제어모드에 의해 제어회로 구성이 간단하고 회로 구성소자의 용량을 줄일 수 있다. 또한 입력전류는 스위치의 듀티율 일정제어에 의한 교류 입력전압의 크기에 비례한 불연속적인 펄스열의 정현파상으로 된다. 그 결과 입력역률은 거의 단위역률로 주어지고 듀티율 일정제어에 의해서 제안된 컨버터는 제어기법이 간단하게 된다. 일반적으로 입력전류 불연속제어에 의한 컨버터의 경우, 사용된 스위치의 턴-온 동작은 영전류 스위칭으로 되는 장점이 있지만, 스위치의 턴-오프 동작은 최대 전류에서 스위칭되어 스위칭 손실을 증대시키고 스위치의 과중한 스트레스를 가져오게 된다. 이것은 컨버터의 효율을 저하 시키는 요인이다. 본 논문에서는 부분공진 회로로 동작되는 새로운 무손실 스너버 회로를 설계하여 스위치들의 턴-온, 턴-오프 동작을 소프트 스위칭으로 만들어 컨버터의 효율을 더욱 증대시킨다 제안된 PWM-PFC 스텝-업 컨버터는 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성이 입증된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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