• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권5호
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• pp.1902-1915
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• 2017

This paper presents the evaluation of a three-phase three-level DC-DC converter which achieves the soft switching condition for all switches in the circuit and uses the phase-shift PWM strategy to adjust electric power at the output side. According to the analysis, the operation modes can be categorized into two cases: in the first case, where the phase shift angle is less than 120 degrees and in the second case, where the phase shift angle is more than 120 degrees. The outer switches of the circuit operate under ZVS condition and the inner switches operate under ZVZCS condition. It has been discovered that under ZCS condition of the inner switches, when the blocking capacitors decrease, they make the voltage across the blocking capacitor higher so the current reduce rapidly. A three-phase three-level DC-DC converter has a maximum efficiency of 93.5% when its load is of 5.7 kW. The results from the experiment have been compared to the results obtained by the $MATLAB^{(R)}$ simulator in order to confirm the validity of the proposed converter.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.276-280
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• 2003

This paper presents a zero voltage and zero current switching (ZVZCS) interleaving two-transistor forward converter for high input voltage and high power application. A phase shift has a disadvantage that a circulating current and RMS current stress, conduction losses of transformer and switching devices increases. Due to this circulating current and RMS current stress, conduction losses of transformer and switching devices increases. To alleviate these problems, we propose an improved interleaving two-transistor forward Zero Voltage and Zero Current Switching (ZVZCS) dc/dc converter using a tapped inductor a snubber capacitor and two snubber diodes attached at the secondary side of transformer. The proposed ZVZCS converter is verified on a 1.8kW, 5kHz experimental prototype.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2001년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.689-693
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• 2001

The conventional three-level high frequency phase-shifted dc/dc converter has a disadvantage that a circulating current flows through transformer and switching devices during the freewheeling interval. Due to this circulating current and RMS current stress, conduction losses of transformer and switching devices increases. To alleviate these problems, we propose an improved three-level Zero Voltage and Zero Current Switching (ZVZCS) dc/dc converter using a tapped inductor, a snubber capacitor and two snubber diodes attached at the secondary side of transformer. The proposed ZVZCS converter is verified on a 10 kW, 30kHz experimental prototype.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.152-159
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• 2010

오늘날 산업이 발달함에 따라 산업현장에서는 높은 전력밀도와 전력변환 효율을 가진 전력변환장치를 요구하는 분야가 많아졌다. 현재 개발 중인 차세대 고속철도 역시 이러한 분야 중 하나로서 고효율 및 고성능 그리고 고밀도의 전력변환 장치가 필요하다. 본 논문에서는 차세대 고속철도에 사용 될 배터리 충전장치의 새로운 제어방식을 제안한다. 배터리 충전장치용 위상천이(PB;Phase shift) FB(Full-bridge) ZVZCS 컨버터는 크게 1차 측 보조회로를 갖는 방식과 2차 측 보조회로를 가지는 방식으로 분류할 수 있다. 전역통과필터를 사용한 PWM 스위칭기법은 2차 측에 공진회로를 갖는 ZVZCS 컨버터를 제어하기 위하여 제안되었다. 디지털 전역통과필터는 기존의 위상지연 IC 대신에 ATmega_128 마이크로컨트롤러에 의한 제어를 하였다. 제안된 토폴로지를 확인하기 위해 PSIM 소프트웨어를 사용하여 시뮬레이션하였고 1[kW] 축소모델을 제작하여 실험하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권2호
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• pp.353-362
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• 2019

To address the problem of circulating current loss in the traditional zero-current switching (ZCS) full-bridge (FB) DC/DC converter, a ZCS FB DC/DC converter topology and modulation strategy is proposed in this paper. The strategy can achieve ZCS turn on and zero-voltage and zero-current switching (ZVZCS) turn off for the primary switches and realize ZVZCS turn on and zero-voltage switching (ZVS) turn off for the auxiliary switches. Moreover, its resonant circuit power is small. Compared with the traditional phase shift full-bridge converter, the new converter decreases circulating current loss and does not increase the current stress of the primary switches and the voltage stress of the rectifier diodes. The diodes turn off naturally when the current decreases to zero. Thus, neither reverse recovery current nor loss on diodes occurs. In this paper, we analyzed the operating principle, steady-state characteristics and soft-switching conditions and range of the converter in detail. A 740 V/1 kW, 100 kHz experimental prototype was established, verifying the effectiveness of the converter through experimental results.

• 전력전자학회논문지
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• 제5권5호
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• pp.493-500
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• 2000

고속전철용 충전기는 VVVF, CVCF, DC/DC 컨버터에 전원을 공급하고 안정성과 시스템의 신뢰성을 목적으로 하는 중요한 에너지원이다. 본 논문에서는 밧데리 충전 알고리즘과 고속전철용 ZVZCS형 밧데리 충전기의 전력회로를 포함한다. 또한 고속전철용 50kW 충전기의 최적 병렬운전과 Ni-Cd 밧데리의 충전 방법을 설명하고 실험을 통해 타당성을 입증한다.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권2호
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• pp.375-382
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• 2018

A novel active controlled primary current cutting-off zero-voltage and zero-current switching (ZVZCS) PWM three-level dc-dc converter (TLC) is proposed in this paper. The proposed converter has some attractive advantages. The OFF voltage on the primary switches is only Vin/2 due to the series connected structure. The leading-leg switches can obtain zero-voltage switching (ZVS), and the lagging-leg switches can achieve zero-current switching (ZCS) in a wide load range. Two MOSFETs, referred to as cutting-off MOSFETs, with an ultra-low on-state resistance are used as active controlled primary current cutting-off components, and the added conduction loss can be neglected. The added MOSFETs are switched ON and OFF with ZCS that is irrelevant to the load current. Thus, the auxiliary switching loss can be significantly minimized. In addition, these MOSFETs are not series connected in the circuit loop of the dc input bus bar and the primary switches, which results in a low parasitic inductance. The operation principle and some relevant analyses are provided, and a 6-kW laboratory prototype is built to verify the proposed converter.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.741-749
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• 2021

본 논문에서 제안한 전류형 LLC AC to DC 고주파 공진 컨버터는 스위치 양단에 병렬로 공진 커패시터(C₁, C₂)를 연결함으로써 ZVS(Zero Voltage Switching)동작 뿐만 아니라 2차측 Diode의 ZCS(Zero Current Switching) 동작이 가능하므로 스위칭 소자의 턴-온 및 2차측 다이오드의 턴-오프 손실을 저감시킬 수 있다. 본 논문에서 제안한 LLC AC to DC 고주파 공진 컨버터의 회로 해석은 무차원화 제어 파라메타를 도입하여 범용성 있게 기술하였다. 또한 제안한 LLC AC to DC 고주파 공진 컨버터의 운전 특성은 무파원화 제어 주파수(μ), 무차원화 저항(λ) 등의 무차원화 제어 파라메타를 이용하여 특성 평가를 수행하였다. 특성 평가를 통한 특성값을 기초한 LLC AC to DC 고주파 공진 컨버터 설계 기법의 일예를 제시하였으며, 실험 및 PSIM 시뮬레이션을 통해 이론 해석의 정당성을 입증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.172-174
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• 2005

A ZVZCS(Zero-Voltage and Zero-Current-Switching) Three-Level DC/DC Convertor reducing voltage stress of auxiliary circuit is proposed. The principle of operation, feature and design considerations are illustrated and verified through the experiment with a 2kW 40kHz IGBT based experimental circuit.

• 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.