• 전력전자학회논문지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.140-149
• /
• 2017

This study proposes a new type of active-clamp forward-flyback converter with two transformers that operate in forward and flyback modes during on and off times, respectively, instead of not using an output inductor. The main switch can be turned on with zero-voltage switching (ZVS) using the leakage inductance of the transformer and the output capacitor of the main switch. The leakage inductance should be increased to ZVS. However, the ringing between the leakage inductance of the transformer and the parasitic output capacitance of the secondary side rectifier switches results in a serious voltage spike. A forward-flyback converter employing auxiliary inductor and auxiliary diode is proposed to overcome the problem. The operational principles are analyzed in detail and validated through experiments with a 385 V-to-53 V/37 A prototype.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제18권1호
• /
• pp.23-33
• /
• 2018

Silicon Carbide (SiC) MOSFET belongs to the family of wide-band gap devices with inherit property of low switching and conduction losses. The stable operation of SiC MOSFET at higher operating temperatures has invoked the interest of researchers in terms of its application to high power density (HPD) power converters. This paper presents a performance study of SiC MOSFET based two-phase interleaved boost converter (IBC) for regulation of avionics bus voltage in more electric aircraft (MEA). A 450W HPD, IBC has been developed for study, which delivers 28V output voltage when supplied by 24V battery. A gate driver design for SiC MOSFET is presented which ensures the operation of converter at 250kHz switching frequency, reduces the miller current and gate signal ringing. The peak current mode control (PCMC) has been employed for load voltage regulation. The efficiency of SiC MOSFET based IBC converter is compared against Si counterpart. Experimentally obtained efficiency results are presented to show that SiC MOSFET is the device of choice under a heavy load and high switching frequency operation.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.351-355
• /
• 2016

Welding machines are high-capacity systems used in a low-frequency range using IGBT. As their system is similar to a large transformer, most welding machines suffer a great loss because of hard switching and vast leakage inductance. A voltage-balancing circuit is designed to overcome these shortcomings. This circuit can reduce the transformer size by making it into a high frequency and reducing the input voltage by half and by adopting a serial structure that connects two full-bridges in a series to use a MOSFET with a good property at high frequency. In addition, a Schottky diode is used in the primary rectifier to overcome the low efficiency of most welding machines. To use the Schottky diode with a reliably relatively low withstanding voltage, an active snubber is adopted to effectively limit the ringing voltage of the diode cut-off voltage.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2004년도 전력전자학술대회 논문집(2)
• /
• pp.551-555
• /
• 2004

The two-transformer full bridge (TTFB) PWM converter has two transformers which act as the output inductor as well as the main transformer, i.e. as the forward and the flyback transformer. Although the doubled leakage inductor of the TTFB makes it easier to achieve the zero-voltage switching (ZVS) of the lagging leg switch along the wide load range, it instigates a serious voltage ringing in the secondary rectifier diodes, which would require the dissipative snubber circuit, cause the serious power dissipation, and increase the voltage stress across those diodes. To overcome these problems, a, new lossless diode-clamp rectifier (LDCR) is employed as the output rectifier, which helps the voltage across rectifier diodes to be clamped on a half the output voltage $(V_o/2)$ or the output voltage $(V_o)$. Therefore, no dissipative snubber for rectifier diodes is needed and a high efficiency as well as low noise output voltage can be realized. The operations, analysis and design consideration of proposed converter are presented in this paper. To verify the validity of the proposed converter, experimental results from a 425W, 385-170Vdc prototype for the plasma display panel (PDP) sustaining power module (PSPM) are presented.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제6권1호
• /
• pp.64-73
• /
• 2001

영전압 영전류 스위칭 3레벨 DC/DC 컨버터를 제안한다. 이 컨버터는 높은 순환 에너지, 정류다이오드들의 제한적인 기생순환, 그리고 내부 스위치에 의한 제한된 영전암 스위칭 부하뜰 갖는 일반적인 영전압 영전류 스위칭 3레벨 DC/DC 컨버터 약점을 극복한다. 본 논문에서 제안된 컨버터는 외부스위치가 영전압 스위칭을 이룰 수 있도록 하고 1차 측에 플라잉 커패시터로 위상전이 제어하도록 되었다. 또 컨버터는 내부 스위치플이 영전류 스위칭을 이루는 구간동안 l차 측에 에너지 회생 스너버에 의해 리셋 하는 보조회로를 갖는다. 제안된 컨버터들은 6kW, 30kHz 의 실험 장치를 제작하였고 해석하였다.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제14권3호
• /
• pp.421-431
• /
• 2014

A DSP-based self-adaptive proportional-integral (PI) controller to control a DC-DC converter is proposed in this paper. The full-bridge topology is adopted here to obtain higher power output capability and higher conversion efficiency. The converter adopts the zero-voltage-switching (ZVS) technique to reduce the conduction losses. A parallel secondary active clamp circuit is added to deal with the voltage overshoot and ringing effect on the transformer's secondary side. A self-adaptive PI controller is proposed to replace the traditional PI controller. Moreover, the designed converter adopts the constant-current and constant-voltage (CC-CV) output control strategy. The secondary active clamp mechanism is discussed in detail. The effectiveness of the proposed converter was experimentally verified by an IGBT-based 10kW prototype.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제49권1호
• /
• pp.15-24
• /
• 2012

본 논문에서는 Switched-Capacitor 지연 기법의 새로운 고해상도 DPWM 발생기를 사용한 Dynamic-Response-Free SMPS를 제안한다. 제안된 회로는 Switched-Capacitor 지연 기법을 이용한 DPWM 발생기의 내부 커패시터 전압 기울기를 제어하는 방식으로 DPWM의 duty ratio를 결정한다. 제안된 회로는 컨버터의 피드백 전압과 기준전압을 비교하여 DPWM 발생기의 내부 캐패시터에 충방전되는 전류량을 제어하는 방식으로 출력전압 tracking이 가능하다. 따라서 제안된 회로는 기존 closed loop 제어 방식의 SMPS들에서 문제점이 되고 있는 동적 응답특성을 고려할 필요가 없으며, 출력 전압에 overshoot/undershoot로 인한 ringing 현상이 발생하지 않는다는 큰 장점을 가진다. 제안된 회로는 1MHz~10MHz까지 스위칭주파수를 사용자가 선택할 수 있으며, 100MHz의 내부 제어 동작 주파수로 10MHz 최대 스위칭 주파수(DPWM) 발생이 가능하다. 100MHz의 내부 제어 동작 주파수를 사용하여 10MHz 스위칭 주파수 발생시 소모되는 내부 회로의 최대 전류는 2.7mA이며, 출력 버퍼를 포함한 전체 시스템의 전류 소모는 15mA이다. 제안된 회로는 0.125%의 DPWM duty ratio 해상도를 가지고 부하에 최대 1A까지 전류공급이 가능하며, 최대 리플 전압은 8mV이다. 동부하이텍 BCD $0.35{\mu}m$ 공정 파라미터를 이용해 시뮬레이션을 수행하여 제안된 회로의 동작을 검증하였다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.45-52
• /
• 2006

본 논문에서는 H-bridge cascaded 7-level 인버터로 구동되는 고압 유도전동기에서 발생하는 과도과전압 저감을 위한 LCR 필터의 효과를 분석하였다. 인버터에서 발생하는 스위칭 서지 전압은 유도전동기 입력단자에서 과도과전압을 발생시킨다. 이 과도과전압은 고압 유도 전동기의 고정자 권선에 심각한 전압스트레스를 주어 전동기 절연사고를 발생시키는 주요원인이다. 과도과전압의 영향은 저압유도 전동기 보다 고압 유도전동기에서 더욱더 심각하게 발생한다. 이러한 과도과전압을 저감하기 위한 방안으로 LCR 필터를 선택하였으며, 필터를 인버터 출력단자에 연결하여 과도과전압 스트레스와 링잉을 저감한 것을 전동기 단자에서 전압파형과 고조파 스펙트럼을 통하여 증명하였다. 시뮬레이션은 전자계과도해석 프로그램인 EMTP(Electromagnetic Transients Program)을 사용하였다.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제5권1호
• /
• pp.67-75
• /
• 2005

A high efficiency ZVS PWM asymmetrical half bridge converter for a plasma display panel (PDP) sustaining power modules is proposed in this paper. To achieve the ZVS of power switches for the wide load range, a small additional inductor L/sub 1kg/, which also acts as an output filter inductor, is serially inserted into the transformer's primary side. At that point, to solve the problem of ringing in the secondary rectifier caused by L/sub 1kg/, the proposed circuit employs a structure without the output filter inductor, which helps the voltages across rectifier diodes to be clamped at the output voltage. Therefore, no dissipative RC (resistor capacitor) snubber for rectifier diodes is needed and a high efficiency as well as low noise output voltage can be realized. In addition, since it has no large output inductor filter, the asymmetrical half bridge converter features a simpler structure, lower cost, less mass, and lighter weight. In addition, since all energy stored in L/sub 1kg/ is transferred to the output side, the circulating energy problem can be effectively solved. The operational principle, theoretical analysis, and design considerations are presented. To confirm the operation, validity, and features of the proposed circuit, experimental results from a 425W, 385Vdc/170Vdc prototype are presented.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제43권12호
• /
• pp.89-101
• /
• 2006

다중 배선의 주파수 변화에 따른 전송전 파라미터를 계산하고 이를 이용하여 다증 배선의 주파수 종속 신호 천이 특성을 조사한다. 제시한 방법으로 다중 배선 입력신호의 스위칭 패턴, 상승 / 하강시간 (tr, tf) 및 길이에 따른 신호의 흔들림 (오버슛, 언더슛)과 크로스톡에 고주파 효과를 반영하여 시그널 인테그러티를 정확하게 결정할 수 있다. 고속 디지털 회에서 주파수 종속 특성을 고려하지 않으면 최악의 신호 동작 환경에서 글로벌 배선의 경우 26%와 260%, 패키지 배선은 11%와 70% 정도의 신호 천이와 크로스톡 노이즈 오차를 갖을 수 있다는 것을 보인다.