• 제목/요약/키워드: Phase-Shifted Full-Bridge Converter

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

  • 서기영;문상필;김동헌;이현우;권순걸
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.21-28
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    • 2006
  • 본 논문에서는 Ballard사의 1.2[kW]급 연료전지와 연료전지의 저전압($28{\sim}43[VDC]$)을 승압(380([VDC])시키기 위한 풀-브리지 직류-직류 컨버터, 그리고 승압된 직류 링크전압을 교류 전압(220[VAC]), 60[Hz]으로 변환하기 위한 단상 풀-브리지 인버터로 구성된 연료전지 발전용 전력변환시스템 중 풀-브리지 고주파 절연형 영전압 영전류 스위칭 위상 천이 펄스폭 변조 직류-직류 컨버터를 제안하였다. 제안한 풀-브리지 고주파 절연형 영전압 영전류 스위칭 위상 천이 펄스폭 변조 직류-직류는 프리휠링 다이오드를 포함한 탭부 인덕터 필터를 이용하여 순환 전류를 저감시켰으며, 스위치 및 변압기의 턴-온, 턴-오프시에 오버슈트 전압이나 과도현상이 발생하지 않는다. 그리고 넓은 출력 전압 조정에도 효율을 $93{\sim}97[%]$정도 얻을 수 있으며, 출력 부하전류의 변화에 대해 거의 일정한 출력 전압 특성을 가졌다.

A Novel PCCM Voltage-Fed Single-Stage Power Factor Correction Full-Bridge Battery Charger

  • Zhang, Taizhi;Lu, Zhipeng;Qian, Qinsong;Sun, Weifeng;Lu, Shengli
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권3호
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    • pp.872-882
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    • 2016
  • A novel pseudo-continuous conduction mode (PCCM) voltage-fed single-stage power factor correction (PFC) full-bridge battery charger is proposed in this paper. By connecting a freewheeling transistor in parallel with an input inductor, the PFC cell can operate in the PCCM with a constant duty ratio. Thus, the dc/dc stage can be designed using this constant duty ratio and the restriction on the duty ratio of the PFC cell is eliminated. As a result, the input current distortion is less and the dc bus voltage becomes controllable over the wide output power range of the battery charger. Moreover, the operation principle of the dc/dc stage is designed to be similar to that of a conventional phase-shifted full-bridge converter. Therefore, it is easy to implement. In this paper, the operation of the new converter is explained, and the design considerations of the controller and key parameters are presented. Simulation and experimental results obtained from a 1 kW prototype are given to confirm the operation of the proposed converter.

Basic Study of a Phase-Shifted Soft Switching High-Frequency Inverter with Boost PFC Converter for Induction Heating

  • Kawaguchi, Yuki;Hiraki, Eiji;Tanaka, Toshihiko;Nakaoka, Mutsuo
    • Journal of Power Electronics
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    • 제8권2호
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    • pp.192-199
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    • 2008
  • This paper is mainly concerned with a high frequency soft-switching PWM inverter suitable for consumer induction heating systems. The proposed system is composed of a soft switching chopper based boost PFC converter stage with passive snubber and phase shifted PWM controlled full bridge ZVZCS high frequency inverter stage. Its fundamental operating performances are illustrated and evaluated in the experimental results. Its effectiveness is substantially proved on the basis of the experimental results from a practical point of view.

DSP Based Series-Parallel Connected Two Full-Bridge DC-DC Converter with Interleaving Output Current Sharing

  • Sha, Deshang;Guo, Zhiqiang;Lia, Xiaozhong
    • Journal of Power Electronics
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    • 제10권6호
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    • pp.673-679
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    • 2010
  • Input-series-output-parallel (ISOP) connected DC-DC converters enable low voltage rating switches to be used in high voltage input applications. In this paper, a DSP is adopted to generate digital phase-shifted PWM signals and to fulfill the closed-loop control function for ISOP connected two full-bridge DC-DC converters. Moreover, a stable output current sharing control strategy is proposed for the system, with which equal sharing of the input voltage and the load current can be achieved without any input voltage control loops. Based on small signal analysis with the state space average method, a loop gain design with the proposed scheme is made. Compared with the conventional IVS scheme, the proposed strategy leads to simplification of the output voltage regulator design and better static and dynamic responses. The effectiveness of the proposed control strategy is verified by the simulation and experimental results of an ISOP system made up of two full-bridge DC-DC converters.

PSFB 컨버터에서 변압기 최적 설계에 관한 연구 (A Study on the Optimal Design of the Transformer in the PSFB Converter)

  • 이일운
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제11권9호
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    • pp.869-876
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    • 2016
  • 위상변조 풀브리지 컨버터를 설계, 개발하는데 있어, 전력반도체와 그 전력반도체 구동회로, 변압기 및 인덕터, 정류기 등을 포함한 많은 설계 요인들이 존재한다. 그 중에서 위상변조 풀브리지 컨버터의 최적 성능에 매우 큰 영향을 끼치는 것은 변압기 설계이다. 특히 변압기 설계는 대형 컴퓨터 데이터센터에 사용되는 전원장치에서처럼 저전압, 고전류 응용에서 매우 중요하다. 이 논문에서는 위상변조 풀브리지 컨버터의 최적 성능을위한 변압기 설계에 관한 연구 결과를 발표한다. 변압기 설계에 관련된 설계 수식들을 유도하고 세밀한 분석을 한다. 이를 토대로, 12V, 1200W 서버전원장치 응용을 위한 위상변조 풀브리지 컨버터 최적 성능을 위한 변압기 설계를 결과물로 제시한다.

태양광발전을 위한 새로운 3상한 시스템에 관한 연구 (A novel three-phase power system for a simple photovoltaic generator)

  • 박성준;김정훈;김진영;김종현;김희제
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.181-184
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    • 2005
  • Operating conditions of photovoltaic power generator is very sensitive to the PV modules. The PV module's control is an importance issue in the removing DC ripple noise. In this paper, the phase-shifted-carrier technique, which is a new three-step dc-dc power multi-converter schemes, is applied to solar generator system to improve the output current waveform. The novel type of three-step dc-dc converter presented has many features such as the good output waveform, high efficiency, low switching losses, low acoustic noise. The circuit configuration is constructed by the conventional full-bridge type converter circuit using the isolated DC power supply for which the solar cell is very suitable. In the end, a circuit design for understanding three-step dc-dc converter and new solar power system were presented

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PDP 유지전원단을 위한 높은 효율을 갖는 새로운 페이지쉬프트 풀브릿지 컨버터 (A New High Efficiency Phase Shifted Full Bridge Converter for Sustaining Power Module of Plasma Display Panel)

  • 이우진;김정은;한상규;문건우
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2005년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.445-448
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    • 2005
  • PDP 유지전원단을 위한 고효율을 갖는 새로운 페이지 쉬프트 풀브릿지 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 Rectifier로 Voltage Doubler를 사용함으로서, 큰 사이즈의 Output Inductor가 없게 되어 간단한 구조를 가지게 되며 Rectifier Diodes의 전압 스트레스가 출력전압으로 클램핑되어서 스너버회로가 필요없다는 장점을 가지게 된다. 또한 넓은 영전압 스위칭 구간을 가지며, 트랜스포머의 기생성분인 Leakage 인덕터와 Voltage doubler의 캐패시터간의 공진을 이용함으로서 전류가 작은 RMS값을 가지게 되어서 낮은 도통손실과 Rectifier Diode의 전류 스트레스 또한 낮다는 장점을 가지게 된다. 본 논문을 통해 제안된 컨버터의 동작원리와 해석, 실험을 수행하였다.

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Transformer Parasitic Inductor and Lossless Capacitor-Assisted Soft-Switching DC-DC Converter with Synchronous Phase-Shifted PWM Rectifier with Capacitor Input Filter

  • Saitoh, Kouhei;Abdullah Al, Mamun;Gamage, Laknath;Nakaoka, Mutsuo;Lee, Hyun-Woo
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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    • pp.217-221
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    • 2001
  • This paper presents a new prototype of soft-switching DC-DC power converter with a high frequency transformer link which has two active power controlled switches in full bridge rectifier with capacitor input type smoothing filter. In this DC-DC converter, ZVS of the inverter in transformer primary side and ZCS of active rectifier area in secondary side can be completely achieved by taking advantage of parasitic inductor component of high-frequency transformer and loss less snubbing capacitors. Its operation principle and salient features are described. The steady-state operating characteristics of the proposed DC-DC power converter are illustrated and discussed on the basis of the simulation results in addition to the experimental ones obtained by 2kw-40kHz power converter breadboard set up.

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FB ZVT PWM 컨버터의 환류구간 손실저감을 위한 보조회로 (An auxiliary circuit for reducing loss during free-wheeling interval in FB ZVT PWM converter)

  • 윤창선;김병철;김광헌
    • 전력전자학회논문지
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    • 제5권3호
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    • pp.209-214
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    • 2000
  • 본 논문에서는 FB ZVT PWM DC-DC 컨버터에서 영전압 스위칭에 도달하기 위해 두 개의 보조 스위치 대신에 가포화 인덕터를 사용한다. 기존의 고주파 위상 변위 FB ZVT PWM DC-DC 컨버터는 프리휠링 주기동안 고주파 변압기와 스위칭 소자를 통해 흐르는 순환전류를 갖으며, 이러한 순환전류로 인해 컨버터의 도전손실이 증가한다. 이러한 손실을 줄이기 위해 변압기의 2차측에 도전손실저감회로를 제안한다. 컨버터의 동작원리를 자세하게 설명하고 제안된 회로를 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다.

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하이브리드 자동차 보조전원 공급용 DC-DC 컨버터 개발 (Development of DC-DC Converter for Ancillary Power Supply in Hybrid Electric Vehicle)

  • 김종철;최덕관;박해우
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2005년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.261-265
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    • 2005
  • 본 논문에서는 하이브리드 자동차용 보조전원 공급이 목적인 DC-DC Converter에 대하여 기술하였다. DC-DC Converter는 차량 내의 헤드램프, 오디오, 각종 ECU등 전기/전자 부하에 전력을 공급하며 또한 12V 보조 배터리를 충전하는데 사용된다. 고주파 동작 조건하에서 유기되는 전자파 노이즈와 스위칭 손실을 저감하기 위하여 컨버터 토폴로지로 위상천이 영전압 풀브리지 방식을 적용하였으며 제어기의 용이한 보상 및 안정된 시스템 응답 특성을 위하여 슬로프 보상이 포함된 전류 모드 제어방식을 사용하였다 정전압/정전류 충전 제어 방식은 전기부하에 안정적인 전원공급과 보조 배터리의 안정적인충전을 보장한다. 초기의 회로 파라메타 설정 및 하드웨어 디버깅을 위하여 시뮬레이션 툴로 PSIM 6.0을 사용하였으며. DC-DC Converter에서 스위칭 소자의 발열문제는 Thermo Tracer 장비를 사용하여 개선하였다.

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