본 논문에서는 더 높은 에너지 효율을 요구하는 전자 기기들의 사용에 따른 고전력 밀도 AC/DC adapter를 위한 향상된 제어 방법을 제안한다. PFC (Power Factor Correction) 토폴로지는 BCM (Boundary Conduction Mode)제어 방식을 적용한 부스트 토폴로지를 기본으로 하였으며, DC/DC 토폴로지는 50% 고정 duty법과 함께 새롭게 제안된 Off-time 제어법을 적용한 하프브릿지 토폴로지를 기본으로 하였다. 이는 반도체 소자와 마그네틱 소자의 크기를 줄이는데 용이하다. 85W급 AC/DC 어뎁터(18.5V/4.6A)를 설계하여 실험한 결과 90%의 효율과 $36W/in^3$의 전력밀도가 측정되었고 무부하시 전력 손실은 0.5W를 달성하였다.
본 논문에서는 더 높은 에너지 효율을 요구하는 전자 기기들의 사용에 따른 고전력 밀도 AC/DC 어댑터의 구조를 제안한다. PFC (Power Factor Corrector) topology는 BCM (Boundary Conduction Mode)제어 방식을 적용한 Boost topology를 기본으로 하였으며, DC/DC topology는 주파수제어를 적용한 LLC 공진 컨버터를기본으로 하였다. 이는 반도체 소자 및 마그네틱 소자의 크기를 줄이는데 용이하다. 85W급 AC/DC adapter (18.5V/4.6A)를 설계하여 실험한 결과 $90V_{rms}$의 입력전압에서 90%의 효율과 $36W/in^3$의 전력밀도가 측정되었고 무부하시 전력 손실은 0.5W를 달성하였다.
Adapter는 그 특성상 밀폐된 환경 및 대전류 구동으로 인하여 회로 소자의 발열이 매우 심각하며 이를 위해서는 주어진 사양에서 최고의 효율을 갖는 최적Topology의 선정이 중요하다. 따라서, 본 논문에서는 기존에 제안된 바 있는 몇 가지 회로에 대한 이론적 및 실험적 검증을 통해 200W 급 외장형 Adapter를 위한 최적 Topology를 제시하며 아울러 출력 정류 다이오드의 도통손실 및 발열을 개선하기 위해 동기정류기에 대하여 고찰한다.
When rotating the clutch drum in the power take-off (PTO) gear box of an armored recovery vehicle, lots of inner oil is drained through the adapter by centrifugal force. Therefore, a lack of lubrication is caused by inner oil loss, and the bearing is damaged by overheating. This study, therefore, aims to design an oil-controlling adapter by using shape alteration to prevent oil loss. Both the original and improved adapters were tested at 1,800rpm by using an operational test machine. When applying the original adapter to the gear box, the bearing was damaged by overheating, which was caused by the lack of lubrication. When applying the improved oil-controlling adapter, on the other hand, it prevented the loss of inner oil. Applying the improved adapter is expected to prevent the overheating caused by lack of lubrication.
이동 PC 및 기타 여러 가지 전자기기의 휴대화가 급속도로 증가함에 따라 저가형 Adapter의 소형화와 고효율화가 지속적으로 요구되고 있다. 이를 위해 본 논문에서는 기존의 다양한 토폴로지 중 구성소자의 개수가 적고, 스위칭 손실을 저감할 수 있는 준-공진형 플라이백 컨버터에 대한 최적 설계 방법을 제시하고 이론적 및 실험적 검증을 통해 Slim type 65W급의 고효율 Adapter를 구현한다.
The proposed method offers an improved control method for high power density AC/DC adapter by using more energy efficient electrical equipments. Power factor corrector (PFC) topology is based on boost topology with boundary conduction mode (BCM). DC/DC topology is based on half-bridge topology with newly introduced off-time control method, which helps to reduce size of the semiconductor and the magnetic devices. Test results with 85W AC/DC adapter (18.5V/4.6A) design shows that the measured efficiency is 90% with power density of $36W/in^3$. It also show low no load power consumption of about 0.5W.
The AC-DC Adapter has been widely used in Mobile Phones, Note Book PC, LCD monitors, and portable electronic products. Recently, high-power-density Adapter was developed. This adapter increases power factor using a bridge diode rectifier and PFC, however, there are weak points that improving efficiency is limited. In the bridgeless rectifier circuit proposed in this paper, there is no PFC, however, the power factor and efficiency are improved by BCM and ZCS operations.
Recently, it is increased to use the portable device with small size. It is also increasing for demand of a small size adapter. To reduce the size of components, switching frequency has to be increased. But it causes higher switching loss and temperature of components. Especially, the temperature of adapter must be limited because adapter can be easily touched when portable device is being charged. To reduce temperature of adapter, high efficiency is essential. To solve this problem, this paper proposes design of resonance frequency optimization for LLC converter with high efficiency and low temperature of passive components.
The topology of LLC half bridge resonant converter provides ZVS characteristic. The voltage stress and current stress are smaller than that of the general resonant converters. So the LLC HB resonant converter can be considered as a optimal circuit for the notebook computer adapter. In the adapter design, we should consider the weight, the size and the overheat of the adapter. Thus the higher efficiency is an essential particular. First of all, the optimal design of transformer is the most important facts. Some parameters should be considered in order to get the highest efficiency. The adapter is designed through the considering of these parameters including the PFC circuit as the pre-regulator. It converts AC line input into about DC 390V link voltage of the LLC HB converter input and the converter has 16V/90W ratings. The efficiency measured is about up to 93%.
기존의 아답타는 단일 출력을 기본으로 하지만 최근의 산업현장에서는 다출력 아답타에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 다출력 아답타에 대한 수요를 충족시키기 위해 프로그램 가능한 고효율의 다출력 아답타를 개발하였다. 개발한 아답타의 기본구조는 플라이백 형태이다. 본 연구에서 제안되는 아답타에서 레퍼런스 전압을 생성하는 방식은 일반적인 플라이백 컨버터에서와 같이 TL431을 사용하였다. 그러나 프로그램 가능한 다수의 출력값을 가변하기 위해 제안되는 아답타는 디지털 가변저항인 AD5246BKSZ10-RL7과 마이크로컨트롤러를 사용하였다. 디지털 가변저항은 마이크로컨트롤러의 명령에 따라 TL431의 레퍼런스 전압을 변경시켜 아답타의 출력을 가변시킨다. 개발된 아답타는 사용자에 의해 20V까지 가변가능하며 전력변환 효율은 85% 이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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