This paper proposes a non-isolated bidirectional soft-switching converter with high voltage for high step-up/down and high power applications. Compared to the conventional boost converter the proposed converter can achieve approximately doubled voltage gain using the same duty cycle. The voltage ratings of the switch and diode are reduced to half, which result in the use of devices with lower $R_{DS(ON)}$ and on drop leading to reduced conduction losses. Also, voltage ratings of the passive components are reduced, and therefore the total energy volume is reduced to half. Further, the switch is turned on with ZVS in the CCM operation which results in negligible surge caused leading to reduced switching losses. The validity of the proposed converter is proved through a 10kW prototype.
Design of single state AC-DC converter with high power factor for low level applications is proposed. The proposed converter is obtained from the integration of a buck-boost converter and the half-bridge DC-DC converter. This converter gives the good power factor correction low line current harmonic distortions and tight output voltage regulations. This converter also has a high efficiency by employing an soft switching method and synchronous rectifier. The modelling and detailed analysis for the proposed converter are performed. To verify the performance of the proposed converter a 100W converter has been designed
This paper presents soft-switching boost converter adding to auxiliary switch and resonant circuit in conventional boost converter. This approach features a two power stage which implements both conventional BLDC motor speed control and input power factor correction. This converter is especially useful in application such as home appliance. Theoretical analysis and simulation results are presented.
In this paper, new zero voltage and zero current switched PWM(Pulse Width Modulated) converters are suggested. The main and auxiliary switch of the converters satisfy soft switching conditions, which are zero voltage or zero current switching of the switches. The switching characteristics of the proposed converters are experimentally verified by boost typed converter, which has 250 kHz switching frequency. For the 250 kHz operation, turn on period of auxiliary switch is about 1/40 for switching period of 4 ${\mu}\textrm{s}$. Therefore, the conduction loss of auxiliary switch is reduced.
본 논문에서는 소프트 스위칭 방식의 부스트 회로를 이용한 역률 개선 회로를 새롭게 제안하였다. 제안한 역률개선 회로를 구성하는 내부 회로는 기존 PWM 부스트 회로와 전반적인 동작은 동일하며 단지 스위칭 순간에만 영전압 혹은 영전류 스위칭 동작을 하게 된다. 따라서 기존의 PWM 회로와 같이 제어가 용이할 뿐만 아니라 소프트 스위칭에 의한 고효율 성능을 얻게 된다. 본 논문에서는 이러한 소프트 스위칭 회로를 이용하여 높은 효율을 가지는 역률 개선 회로를 체계적으로 설계하기 위한 방안을 제시하였다. 아울러 실험을 통하여 이러한 설계방법의 타당성과 제안한 역률 개선 회로의 우수성을 입증하였다.
현재의 DC-DC 컨버터는 스위칭 주파수를 높임에 따라 전체 손실이 현저히 증가하고 있다. 스위칭 손실을 줄이기 위해 사용한 예전의 soft 스위칭기술은 심지어 전압/전류 부담(stress)을 가중시켰다. 이에 대한 대책으로 soft 스위칭을 위한 공진회로를 주전력선에 병렬로 연결하고 보조 스위치를 이용하여 주 스위치의 turn-on 직전에만 공진회로를 동작시키는 유사공진 컨버터(QRC)기술이 발전되었다. 그러나 이 기술을 사용하는 컨버터에서도 손실은 여전히 발생하며 효율에 대한 전체적인 손실량은 알 수 있지만 각 소자에 대한 손실량은 알아볼 수 없었다. 따라서 본 논문에서는 컨버터의 주전력단에 사용되는 반도체 소자들의 선형화 된 손실등가 모델을 만들고 스위칭 시의 전압/전류 파형을 바탕으로 선형 특성을 고려하여 전체 손실에 대한 각 소자의 손실과 스위칭 손실을 분석하였다.
In this paper, a new PCS is proposed which is consisted of high boost dual converter and single phase half-bridge inverter. The proposed PCS is configured in parallel input / serial output, using two interleaved voltage doubler converter. Converter of the proposed PCS is distribute input current by configuring parallel input and reduced turn ratio of transformer by configuring serial output. Also, compositions of the inverter are composed of serial output capacitor of converter and half-bridge inverter. The dual converter and single phase half-bridge inverter is designed and characteristic of the new PCS is analysed. The system of the 1.5[kW] PCS is verified through an experimental about operation and stability.
A new soft switched active snubber circuit is proposed to achieve zero voltage and zero current switching for all the switching devices in PWM DC-DC converters. The unique location of the snubber and inductor ensures low current/voltage stresses and commutation losses. With a saturable reactor, the conduction loss of auxiliary switch could be further minimized. A boost converter adopting this technique is presented as an example, to illuminate its operation principles and derive the design procedures. Simulation and hardware implementation have been made to validate its performance. Some other basic PWM DC-DC topologies using the proposed snubber have also been given.
본 논문은 전류불연속 제어에 의한 고역률, 고효율로 동작되는 승압형 AC-DC 컨버터에 대해 연구된다. 전류불 연속 제어 컨버터는 제어회로 구성이 간단하고 구성소자의 수를 줄일 수 있는 장점을 가진다. 제안된 컨버터의 입력전류는 듀티율 일정제어에 의한 교류 입력전압의 크기에 비례된 불연속적인 정현파 형태로 된다. 그 결과 입력역률은 거의 단위역률로 주어지며 듀티율 일정제어에 의해 제어기법이 간단하다. 또한 제안된 컨버터의 스위칭 소자들은 부분공진 기법에 의해 소프트 스위칭 동작으로 되어 스위칭 손실이 매우 낮으며 컨버터의 효율을 증대시킨다. 부분공진 회로부는 승압용으로 사용된 인덕터와 무손실 스너버 커패시터에 의해 설계되어 컨버터의 회로 토폴로지가 간단하다. 제안된 컨버터는 컴퓨터 시뮬레이션과 실험결과에 의해 그 타당성이 입증된다.
The two-phase interleaved bidirectional DC-DC converter (TIBDC) is a very attractive solution to problems related to battery energy storage systems. However, the hard-switching TIBDC increases the switching loss and electromagnetic interference noise when the switching frequency increases. Hence, a soft-switching technique is required to overcome these disadvantages. In this study, a novel TIBDC with zero-voltage transition (TIBDC-ZVT) is proposed. Soft switching in the boost and buck main switches is achieved through a resonant cell that consists of a single resonant inductor and four auxiliary switches. Given its single resonant inductor, the proposed TIBDC-ZVT has a reduced size and can easily be implemented. The validity of the proposed TIBDC-ZVT is verified through experimental results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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