• Title/Summary/Keyword: ZVS turn-on

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전류형 고주파 공진 DC-DC 컨버터의 특성해석 (Characteristic analysis of the current type high frequency resonant DC - DC converter)

  • 황계호;남승식;김동희;심광열;안항목
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.86-93
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    • 2003
  • 본 논문은 출력전류를 증가하기 위해서 L과 C를 공진 탱크회로로 구성하는 고주파 공진을 이용한 전류형 고주파 공진 U-U 컨버터를 보여주고 있다. 이 회로구성은 L과 C를 공진 탱크회로로 구성하였고, 스위칭 양단에 커패시터를 삽입하여 공진과 ZVS(Zero Voltage Switching) 커패시터로 동시에 사용하였다. 따라서, 컨버터는 턴ㆍ온, 턴ㆍ오프에서 스위칭 손실과 집음, 전압 스트레스를 줄일 수 있고, U전원 공급으로부터 리플이 적은 일정한 전류를 공급하기 위한 U 리액터는 공진 리액터와 연결되어 있기 때문에 부하 단락시 안정하게 동작하는 장점이 있다. 본 컨버터의 회로해석은 무차원화 파라미터 기법을 도입하여 행하였고, 또한 ZVS영역특성, 출력전력특성, 출력전압특성, 출력전류특성 등 여러 특성평가를 하였다. 여러 특성평가를 바탕으로 설계하였고, 실험을 통한 실험치와 이론치를 비교하여 이론해석의 정당성도 입증하였다.

저 도통손실 특성을 갖는 향상된 영전압 부분 직렬 공진형 DC/DC 컨버터 (An Improved ZVS Partial Series Resonant DC/DC Converter with Low Conduction Losses)

  • 김의성;이동윤;현동석
    • 전력전자학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.386-393
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    • 2000
  • 본 논문에서는 고전력, 고주파 응용에 적합한 저 도통손실 특성을 갖는 향상된 양전압 부분 직렬 공진행 DC/DC 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 많은 범위에서 주 스위치의 영전압 스위칭을 보장히며 주 스위치의 전류 스트레스 감소에 의해 저도통 손실 특성올 이룬다. 또한 제안된 컨버터의 보조회로는 주 전력 흐름과 분리되어 있어 주 회로의 공진 시간동안 유효 듀티비 감소는 발생하지 않는다. 보조 회로는 인덕터, 커피시터, 다이오드 그리고 과포화 리엑터의 수동 소자들만으로 구성 되어있다. 따라서 향상된 ZVS PSRC는 전체 시스템의 효율과 전류 스트레스 감소면 에서 개선된 특성을 지닌다. 제안한 컨버터의 동작 원리를 자세히 설명하고 그 타당성올 시뮬레이션과 실험을 통하여 검증하고자 한다.

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영전압 턴-온/오프 스위칭을 갖는 새로운 부분 직렬 공진형 DC/DC 컨버터 (A New Partial Series Resonant DC/DC Converter with Zero-Voltage On/off Simultaneously)

  • 김의성;이동윤;현동석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 A
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    • pp.358-360
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    • 1999
  • This paper presents a new soft-switching partial series resonant DC/DC converter (PSRC) with zero-voltage on/off simultaneously, suitable for application in the high power and high frequency switching. The proposed converter has not only advantages of the conventional PSRC but also zero-voltage turn-on and turn-off of the main switches for the entire load ranges by adding the auxiliary circuit, and zero-voltage-switching (ZVS) turn-on of the auxiliary switches. The operation principles of the new converter are explained in detail and the several interesting simulation and experimental results verify the validity of the proposed circuit.

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적은 소자수를 갖고 전해커패시터가 없는 단일단 인터리브드 토템폴 전기자동차 탑재형 충전기 (A Reduced Component count Single-stage Electrolytic Capacitor-less Interleaved Totem-pole On-board Battery Charger)

  • 김병우;조우식;최세완
    • 전력전자학회논문지
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    • 제22권6호
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    • pp.510-516
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    • 2017
  • This paper proposes a single-stage interleaved totem-pole on-board battery charger with a simple structure and a reduced component count. Apart from achieving ZVS turn-on of all switches and ZCS turn-off of all diodes, this charger does not require an input filter due to its CCM operation and bulky electrolytic capacitors, which in turn result in a high power density. A single-stage power conversion technique is applied to the interleaved structure in order to achieve a high power density and high efficiency. A 2.5 kW prototype of the proposed charger is also built and tested to validate the proposed operation.

Full-bridge Converter의 새로운 ZVS 스위칭 기법 (Novel ZVS Switching Method of Full-bridge Converter)

  • 김승룡;선한걸;한만승;박성준
    • 전력전자학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.477-483
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    • 2011
  • 일반적인 DC/DC 전력변환기의 스위칭 방식은 하드 스위칭 방식과 공진을 이용한 소프트 스위칭 방식으로 분류할 수 있으며, 하드 스위칭 방식은 스위치의 턴 온/오프시 스위칭 소자에 생기는 전력손실이 커서 효율 면에서 불리하며, 공진형 소프트 스위칭 방식은 별도의 리액터와 커패시터를 추가함으로서 시스템의 사이즈와 비용이 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 새로운 스위칭 방식의 소프트 스위칭 방식의 Full-bridge 전력변환기의 구조를 제안하였으며, 제안된 소프트 스위칭 방식은 앞단의 벅 컨버터의 다이오드 전류시 영전압이 되는 구간에서 Full-Bridge 컨버터의 스위치를 교변 함으로써 리액터와 커패시터의 추가없이 소프트 스위칭을 이루어냄으로서 시스템의 효율과 신뢰성을 향상시킨다. 또한 제안된 절연형 소프트 Full-bridge DC/DC 컨버터의 타당성을 검증하기 위해 Psim을 이용한 시뮬레이션과 500[W]급 DC/DC 컨버터를 제작하여 DC/DC 컨버터의 효율이 우수함을 확인하였다.

Circuit Properties of Zero-Voltage-Transition PWM Converters

  • Ostadi, Amir;Gao, Xing;Moschopoulos, Gerry
    • Journal of Power Electronics
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    • 제8권1호
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    • pp.35-50
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    • 2008
  • A zero-voltage-transition (ZVT) pulse width modulated (PWM) converter is a PWM converter with a single main power switch that has an auxiliary circuit to help it turn on with zero-voltage switching (ZVS). There have been many ZVT-PWM converters proposed in the literature as they are the most popular type of ZVS-PWM converters. In this paper, the properties and characteristics of several types of ZVT-PWM converters are reviewed. A new type of ZVT-PWM converter is then introduced, and the operation of a sample converter of this type is explained and analyzed in detail. A procedure for the design of the converter is presented and demonstrated experimentally. The feasibility of the new converter is confirmed with results obtained from an experimental prototype. Conclusions on the performance of ZVT-PWM converters in general are made based on the efficiency results obtained from the experimental prototypes of various ZVT-PWM converters of different types.

Analysis, Design and Implementation of an Interleaved DC/DC Converter with Series-Connected Transformers

  • Lin, Bor-Ren;Chen, Chih-Chieh
    • Journal of Power Electronics
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    • 제12권4호
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    • pp.643-653
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    • 2012
  • An interleaved DC/DC converter with series-connected transformers is presented to implement the features of zero voltage switching (ZVS), load current sharing and ripple current reduction. The proposed converter includes two half-bridge converter cells connected in series to reduce the voltage stress of the switches at one-half of the input voltage. The output sides of the two converter cells with interleaved pulse-width modulation are connected in parallel to reduce the ripple current at the output capacitor and to achieve load current sharing. Therefore, the size of the output chokes and the capacitor can be reduced. The output capacitances of the MOSFETs and the resonant inductances are resonant at the transition instant to achieve ZVS turn-on. In addition, the switching losses on the power switches are reduced. Finally, experiments on a laboratory prototype (24V/40A) are provided to demonstrate the performance of the proposed converter.

ZVS를 이용한 SEPP형 D급 고주파 공진 인버터의 특성해석 (Characteristic Analysis of SEPP Type D-Class High Frequency Resonant Inverter using ZVS)

  • 김종해;민병재;노채균;김동희;원재선
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 1997년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.116-123
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    • 1997
  • This paper was described about principle and form of proposed circuit made use of soft switching technology ZVS(Zero Voltages Switching) and ZCS(Zero Current Switching) to reduce turn on and off loss at switching. Also, the analysis of the proposed circuit is described generally by using normalized parameter and basic operating principle and driving characteristics have been evaluated as to switching frequency and load p arameter. Based on the characteristics value, a method of circuit design is proposed. In addition, Pspice's simulation and experimental waveforms are compared with theoretical ones. The experimental results shows that the proposed Inverter can be used practically such as power source system for induction cooker etc.

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AC-DC PFC ZVS 인터리브 승압형 컨버터에 관한 연구 (A study of AC-DC PFC ZVS Interleaved Boost Converter)

  • 이성호;김용;서상화;권순도;이은영
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1224-1225
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    • 2011
  • This paper proposes a novel soft-switching interleaved boost converter composed of two shunted elementary PFC boost conversion units and an auxiliary inductor. This converter is able to turn on both the active power switches at zero voltage to reduce their switching losses and evidently raise the conversion efficiency and power factor. Since the two parallel-operated elementary boost units are identical, operation analysis and design for the converter module becomes quite simple. A laboratory test circuit is built, and the circuit operation shows satisfactory agreement with the theoretical analysis. The performance of the proposed PFC rectifier was evaluated on an experimental 300[W] PFC prototype.

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Analysis and Implementation of a DC-DC Converter with an Active Snubber

  • Lin, Bor-Ren;Lin, Li-An
    • Journal of Power Electronics
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    • 제11권6호
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    • pp.779-786
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    • 2011
  • This paper presents a soft switching converter to achieve the functions of zero voltage switching (ZVS) turn-on for the power switches and dc voltage step-up. Two circuit modules are connected in parallel in order to achieve load current sharing and to reduce the size of the transformer core. An active snubber is connected between two transformers in order to absorb the energy stored in the leakage and magnetizing inductances and to limit the voltage stresses across the switches. During the commutation stage of the two complementary switches, the output capacitance of the two switches and the leakage inductance of the transformers are resonant. Thus, the power switches can be turned on under ZVS. No output filter inductor is used in the proposed converter and the voltage stresses of the output diodes is clamped to the output voltage. The circuit configuration, the operation principles and the design considerations are presented. Finally, laboratory experiments with a 340W prototype, verifying the effectiveness of the proposed converter, are described.