• 제목/요약/키워드: Zero-voltage-switching

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Improved Control Strategy for T-type Isolated DC/DC Converters

  • Liu, Dong;Deng, Fujin;Wang, Yanbo;Chen, Zhe
    • Journal of Power Electronics
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    • 제17권4호
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    • pp.874-883
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    • 2017
  • T-type isolated DC/DC converters have recently attracted attention due to their numerous advantages, including few components, low cost, and symmetrical operation of transformers. This study proposes an improved control strategy for increasing the efficiency of T-type isolated DC/DC converters. Under the proposed strategy, the primary circulating current flows through the auxiliary switches (metal-oxide-semiconductor field-effect transistors) instead of their body diodes in free-wheeling periods. Such feature can reduce conduction losses, thereby improving the efficiency of T-type isolated DC/DC converters. The operation principles and performances of T-type isolated DC/DC converters under the proposed control strategy are analyzed in detail and verified through the simulation and experimental results.

철도 차량용 공진형 보조전원장치 제어알고리즘 개발 및 공진 탱크 최적 설계 (Development of Resonant Auxiliary Power Supply Control Algorithm for Railway Vehicle and Optimal Design of Resonant Tank)

  • 박승빈;강성윤;고안열;엄정섭;이창희
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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    • pp.431-432
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    • 2020
  • 철도차량 하부에 부착되는 전장품 무게는 차량의 바퀴 및 베어링 등 철도차량 수명에 큰 영향을 주기 때문에 경량화는 필수적이다. 본 논문에서는 철도 차량용 보조전원장치의 경량화를 위해 LLC 공진형 컨버터를 적용한 보조전원장치 시스템과 제어알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 고속스위칭을 위해 입력단 벅 컨버터를 이용하여 가선 전압을 감압시키고 이후 LLC 공진형 컨버터를 통해 인버터 입력단 전압을 제어한다. 또한, 공진형 컨버터 손실을 최소화하기 위해 ZVS(Zero Voltage Switching) 동작을 하며, 공진 탱크의 최적 설계도 제안한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 시뮬레이션 및 실험으로 검증한다.

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새론운 복합변압기를 적용한 영전압 풀브릿지 컨버터에 관한 연구 (A Study on the ZVS Full Bridge Converters using the New Integrated Magnetics Transformer)

  • 안태영;봉상철;김돈식
    • 전력전자학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.396-402
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    • 2008
  • 본 논문에서는 영전압 스위칭 풀브릿지 컨버터에 적용할 수 있는 새로운 방식의 복합 변압기(Integrated magnetics) 구조를 제안하고 시험용 컨버터에 적용하여 실험 결과를 보고한 것이다. 제안된 복합변압기의 권선 방법은 두 개의 1차측 권선을 병렬로 하고 2차측 권선은 중앙에 탭이 있는 배전압 방식으로 구성이 된다. 복합변압기의 구조는 기본적으로 EE, EI 코어를 이용하며 코어 양쪽 다리에 변압기의 1, 2차 권선이 각각 위치하고, 중앙의 다리에는 출력 필터용 인덕터 권선을 구성한다 제안된 복합변압기의 성능을 평가하기 위해서 100kHz의 스위칭 주파수, 12V 출력전압과 최대출력 720W급의 컨버터를 제작하였으며 복합변압기는 전 범위에서 동작이 안정되었으며 컨버터는 최대 92%의 전력변환효율을 나타내었다.

대전력 응용을 위한 새로운 ZVZCS PWM 컨버어터 (New ZVZCS PWM Converter For High Power Application)

  • 류홍제;조정구;유동욱;임근희
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.521-524
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    • 1996
  • A new zero voltage and nero current switching(ZVZCS) full bridge(FB) PWM converter b proposed to improve the performance of the previously presented ZVZCS-FB-PWM converters [7,8]. By adding a secondary active clamp and controlling the clamp switch moderately, ZVS(for leading-leg switches) are ZCS(for lagging-leg switches) are achieved without nay lossy components, the reverie avalanche break down of leading-leg IGBTs[7] or the saturable reactor in the primary[8]. Many advantages including simple circuit topology, high efficiency, and low cost mate the new converter attractive for high voltage and high power(> 10 kW) applications. The principle of operation is explained and analyzed. The features and design considerations of the new converter are also illustrated and verified on an 1.8 kW, 100 kHz IGBT based experimental circuit.

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영전압 스위칭을 이용한 고역률 3상 AC-DC Flyback 컨버터 모듈 (High Power Factor Three-phase AC-DC Flyback Converter Module Using Zero Voltage Switching)

  • 이종필;최주엽;송중호;최익;윤태웅
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 F
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    • pp.2701-2703
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    • 1999
  • A new mode of parallel operation of a modular 3-phase AC-DC Flyback converter for high power factor correction along with tight regulation is presented in this thesis. The converter offers input/output transformer isolation for safety, a unity input power factor for minimum reactive power, high efficiency and high power density for minimum weight and volume. Compared with previously developed 3-phase two-stage power converter, the advantage of the proposed converter does not require expensive high voltage and high current devices that are normally needed in popular boost type 3-phase converter. In this paper, a detailed small signal analysis of the modular 3-phase AC-DC flyback converter is provided for control purposes and also experimental results are included to confirm the validity of the analysis.

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비접촉식 충전 장치를 위한 ㄷㅓ 형 코어에 관한 연구 (Characteristics of the ㄷ ㅓ Type Core for Contactless Battery Charger)

  • 전성즙;허준;이광운;조규형
    • 전력전자학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.407-417
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    • 2003
  • 비접촉식 충전기에 사용되는 변압기는 비교적 큰 공극으로 인해 낮은 결합계수를 가지므로 전력전달 능력이 떨어진다. ㄷ ㅓ 형 코어로 비접촉식 충전기용 변압기를 만들면 표준형의 EE, EC, UU 코어로 만든 변압기에 비해 높은 결합계수를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 ㄷ ㅓ 형 코어로 만든 변압기의 특성을 연구하였다. 누설 인덕턴스와 여자 인덕턴스가 미치는 영향을 정현파 구동이나 구형파 구동을 통하여 분석하였고 코어에 따른 전력 전달 특성을 비교하였다. 분석의 타당함을 확인하기 위하여 ZVS 변환기에 삽입하여 그 동작을 확인하였다. 본 논문에 사용된 분석과 비교하는 방법은 공극이 큰 PCB 변압기 등에도 적용할 수 있다.

Investigation of a SP/S Resonant Compensation Network Based IPT System with Optimized Circular Pads for Electric Vehicles

  • Ma, Chenglian;Ge, Shukun;Guo, Ying;Sun, Li;Liu, Chuang
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권6호
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    • pp.2359-2367
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    • 2016
  • Inductive power transfer (IPT) systems have become increasingly popular in recharging electric vehicle (EV) batteries. This paper presents an investigation of a series parallel/series (SP/S) resonant compensation network based IPT system for EVs with further optimized circular pads (CPs). After the further optimization, the magnetic coupling coefficient and power transfer capacity of the CPs are significantly improved. In this system, based on a series compensation network on the secondary side, the constant output voltage, utilizing a simple yet effective control method (fixed-frequency control), is realized for the receiving terminal at a settled relative position under different load conditions. In addition, with a SP compensation network on the primary side, zero voltage switching (ZVS) of the inverter is universally achieved. Simulations and experiments have been implemented to validate the favorable applicability of the modified optimization of CPs and the proposed SP/S IPT system.

넓은 입력 전압 범위에서 작은 트랜스포머 오프셋 전류를 가지는 비대칭 하프-브리지 컨버터 (An Asymmetric Half-Bridge Converter with Reduced Transformer Offset Current in Wide Input Voltage Range)

  • 한정규;김종우;문건우
    • 전력전자학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.431-439
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    • 2017
  • An asymmetric half-bridge is one of the most promising topology in low-power application because of its small number of components and inherent zero-voltage switching capability. However, when it is designed taking into a hold-up time, it has large transformer offset current and small transformer turns-ratio, which severely decreases the total efficiency of s converter. In this paper, a new boost-integrated asymmetric half-bridge converter is proposed to solve these problems. The integrated boost converter compensates the hold-up time, thus facilitating optimal design in nominal state. As a result, the proposed converter can achieve high efficiency in nominal state. To verify the effectiveness of the proposed converter, an experiment is conducted using a 250-400 V input and 45 V/3.3 A output prototype.

스마트그리드에서의 다중 스위칭 방식의 자동 전압 조절 방법에 관한 연구 (A Study on Hybrid switching Method of Automatic Voltage Control on Smart-greed)

  • 박광윤;김정률;김병기
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2012년도 제46차 하계학술발표논문집 20권2호
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    • pp.47-50
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    • 2012
  • 본 연구에서는 수용가에서 에너지 절감과 최대수요전력 제어를 위하여 마이크로프로세서를 이용한 고효율 자동 전압 조정기의 제어 방법에 대하여 제안한다. 제안한 고효율 자동 전압 조정기는 트로이달 코아에 1개의 직렬 권선과 분리된 4개의 분로 권선으로 구성되어 있는 단권 변압기를 사용한다. 변압기의 전압 조정은 직렬 권선과 분로 권선의 연결 방법에 따라 감압/승압이 가능하다. 스위치는 릴레이와 트라이악을 병행하여 사용한다. 스위치의 조작 시 발생하는 권선의 여자돌입전류를 제어하기 위하여 트라이악을 이용 연결 상태를 변경하고 연결 상태 유지 시에는 릴레이를 이용함으로써 스위치 소비 전력을 최소화 한다. 제어신호는 여자 돌입 전류를 줄이기 위하여 전압 파형에 동기화 하여 제어되며 이를 위하여 소프트웨어 PLL을 사용한다. 소프트웨어 PLL은 전압 파형의 zero-cross, 전압 최고점 등의 시간을 생성한다. 권선 스위치의 제어, 소프트웨어 PLL등 자동 전압 조정기의 제어는 마이크로프로세서에 의해서 이루어진다.

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고효율 및 고역률 LED 구동회로 위한 Balanced Forward-Flyback 컨버터 (Balanced Forward-Flyback Converter for High Efficiency and High Power Factor LED Driver)

  • 황민하;강정일;한상규
    • 전력전자학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.492-500
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    • 2013
  • A balanced forward-flyback converter for high efficiency and high power factor using a foward and flyback converter topologies is proposed in this paper. The conventional AC/DC flyback converter can achieve a good power factor but it has the high offset current through the transformer magnetizing inductor, which results in a large core loss and low power conversion efficiency. And, the conventional forward converter can achieve the good power conversion efficiency with the aid of the low core loss but the input current dead zone near zero cross AC input voltage deteriorates the power factor. On the other hand, since the proposed converter can operate as the forward and flyback converters during switch turn-on and turn-off periods, respectively, it cannot only perform the power transfer during an entire switching period but also achieve the high power factor due to the flyback operation. Moreover, since the current balanced capacitor can minimize the offset current through the transformer magnetizing inductor regardless of the AC input voltage, the core loss and volume of the transformer can be minimized. Therefore, the proposed converter features a high efficiency and high power factor. To confirm the validity of the proposed converter, theoretical analysis and experimental results from a prototype of 24W LED driver are presented.