In this paper, we propose a digital controller design process for the interleaved type of a boost PFC (Power Factor Correction) converter which can disperse the heat of the switching devices due to the interleaved topology. We establish a mathematical model of a boost PFC converter and propose a controller design method based on the root locus. The performance of the designed controller is verified by simulations. The measurement of the input voltage, inductor currents, and the converter output link voltage are needed for the control of the converter system which consists of a power unit and a control unit where a high-performance 32-bit microcontroller is used. The adjustment of A/D conversion timing is also needed to avoid high frequency noise generated when the switches on/off. It is illustrated by the real experiments that the designed control system with the properly adjusted ADC timing satisfies the given performance specifications of the interleaved boost PFC converter in the on-board slow battery charger.
본 논문은 Battery-전압 BOOST 컨버터를 2 중 기능의 역율 개선된 (PFC) 정류기로 대치시킨 새로운 구조의 On-line UPS를 제시함으로써 복잡한 전력단을 간단화 할 수 있는 방법을 제시한다. 또한 종래의 역율 개선 회로(PFC)에서는 직류 부하단의 전압 (${V_o}$) 의 리플에 대한 영향으로 인하여 고주파 스위칭 Converter에 적용하기 어려웠으나 본 논문에서는 개선된 On-line UPS를 사용하여 역율 개선기능과 승압 기능을 하나의 BOOST 컨버터로 통합함으로써 직류 부하단 전압의 리플을 최소화시켜서 고주파 스위칭 효율을 높이고, 시스템 설계 및 개발 경비를 감소시킬 수 있다. 이와 같이 개선된 UPS를 이용한 BOOST 컨버터의 가능성과 저가의 높은 전력 밀도를 실험적인 방법으로 검증하였다.
Mohan, P. Ram;Kumar, M. Vijaya;Reddy, O.V. Raghava
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제8권1호
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pp.85-91
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2008
A Boost Power Factor Correction (PFC) Converter employing Zero Voltage Switching (ZVS) based Compound Active Clamping (CAC) technique is presented in this paper. An Electro Magnetic Interference (EMI) Filer is connected at the line side of the proposed converter to suppress Electro Magnetic Interference. The proposed converter can effectively reduce the losses caused by diode reverse recovery. Both the main switch and the auxiliary switch can achieve soft switching i.e. ZVS under certain condition. The parasitic oscillation caused by the parasitic capacitance of the boost diode is eliminated. The voltage on the main switch, the auxiliary switch and the boost diode are clamped. The principle of operation, design and simulation results are presented here. A prototype of the proposed converter is built and tested for low input voltage i.e. 15V AC supply and the experimental results are obtained. The power factor at the line side of the converter and the converter efficiency are improved using the proposed technique.
This paper introduces a novel digital one cycle control (DOCC) boost power factor correction (PFC) converter. The proposed PFC converter realizes the FPGA-based DOCC control approach for single-phase PFC rectifiers without input voltage sensing or a complicated two-loop compensation design. It can also achieve a high power factor and the operation of low harmonic input current ingredients over universal loads in continuous conduction mode. The trailing triangle modulation adopted in this approach makes the acquisition of the average input current an easy process. The controller implementation is based on a boost topology power circuit with low speed, low-resolution A/D converters, and economical FPGA development board. Experimental results demonstrate that the proposed PFC rectifier can obtain a PF value of up to 0.999 and a minimum THD of at least 1.9% using a 120W prototype.
Switching PFC converters are widely used not only to comply the power quality specification but also for maximum efficiency. However switching PFC converters generate serious electromagnetic interference (EMI). In this paper to solve this problem, we applied the APW(Anti Phase Winding) and RPWM(Ran-dom PWM) technique to PFC boost converter and obtained satisfactory results. Simulation and experimental results show the improved harmonic and reduced EMI effect in air-conditioner system.
본 논문에서는 대기압 플라즈마 발생용 정현파펄스형 교류 전원 장치에 대한 연구를 진행하였다. 정현파펄스형 전원장치는 기존의 LC공진을 이용한 교류 전원장치보다 높은 dv/dt를 갖게 되므로 안정적인 플라즈마 공급이 가능하며 펄스형에 비해 고조파 노이즈가 적고, 정전류 턴온-영전압 턴오프 형태로 동작하므로 매우 높은 효율을 갖는다. 또한 플라즈마 점화 기능을 강화하고 안정적인 전압제어를 위해 3상 부스트형 컨버터를 입력단에 사용하여 입력 역률이 매우 높은 시스템을 구성할 수 있다. 실험실 수준의 10kW부하시설을 사용하여 본 연구의 결과를 입증하였다.
본 논문에서는 임계 인덕터 전류모드로 동작하는 다상 교호 승압컨버터의 평균 상태방정식을 유도하고, 정상상태 해석 및 소 신호 제어특성을 고찰한다. 또한, 유도된 수식 이론을 근거로, 800W급 2상 교호 승압컨버터를 제작하고, 60인치용 PDP 파워모듈의 PFC 블록에 적용함으로서, 제안된 방식의 실효성을 검증한다.
This paper proposes a novel soft-switched auxiliary resonant circuit to provide a Zero-Voltage-Transition at turn-on for a conventional PWM boost converter in a PFC application. The proposed auxiliary circuit enables a main switch of the boost converter to turn on under a zero voltage switching condition and simultaneously achieves both soft-switched turn-on and turn-off. Moreover, for the purpose of an intelligent multi-chip power module fabrication, the proposed circuit is designed to satisfy several design constraints including space saving, low cost, and easy fabrication. As a result, the circuit is easily realized by a low rated MOSFET and a small inductor. Detail operation and the circuit waveform are theoretically explained and then simulation and experimental results are provided based on a 1.8 kW prototype PFC converter in order to verify the effectiveness of the proposed circuit.
본 논문은 기존 전자식 안정기에 사용되던 Boost 컨버터 형태의 역률 개선 부분을 SEPIC 컨버터 형태를 갖는 역률 개선 방식으로 대치하여 특성을 확인한 논문이다. Boost 컨버터 형태를 갖는 역률 개선 방식의 출력 DC 전압은 일반적으로 400[V]이며, 최소 전압은 입력 전원의 실효값 이상이어야만 한다. 하지만 SEPIC 컨버터 구조를 이용하면, 역율 개선 효과뿐만 아니라, 입력 전원의 실효값 보다 작은 출력 DC 전압을 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 SEPIC 컨버터 구조를 갖는 역율 개선 방식과 링코어를 이용한 자려식 발진 방식을 적용한 전자식 안정기를 제작하였고, 낮은 출력 전압을 이용하여 소자의 용량과 크기를 감소시켰다.
Previous AC/DC PFC Boost Converter perceives feed forward signal of input and feedback signal of output for average current-mode control. Previous Boost Converter, the quantity of input current will be decreased by the decrease of output current in light load, and also power factor comes to be decreased. Also the efficiency of converter will be decreased by the decrease of power factor. The proposed converter presents the good PFC(Power Factor Correction), low line current hormonic distortions and tight output voltage regulations using non-dissipative snubber. The proposed converter also has a high efficiency by non-dissipative snubber circuit. To show the superiority of this converter is verified through the experiment with a 640W, 100kHz prototype converter.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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