최근 휴대용 기기의 수요가 증가함에 따라 배터리 사용시간을 최대화하기 위한 노력이 진행되고 있다. 본 논문에서는 빠른 과도 응답을 갖는 멀티페이스 벅 변환기를 제안한다. 멀티페이스 벅 변환기는 리플 상쇄 효과가 있기 때문에 작은 크기의 출력 캐패시터를 사용할 수 있고, 더 적은 인덕턴스를 갖는 인덕터의 사용이 가능하다. 휴대용 기기가 대기 모드에서 활성 모드로 빠르게 변할 수 있도록 4-페이스 구조로 설계하여 빠른 과도 응답을 갖게 하였다. 사용된 공정은 Hynix 0.18um CMOS 공정을 통해 제작되었고 공급전압 범위는 2.7~3.3V 이며, 최대 부하 전류는 500mA, settling time은 14us이다.
A new DC/DC converter with zero voltage switching is proposed for applications with high input voltage and high load current. The proposed converter has two circuit modules that share load current and power rating. Interleaved pulse-width modulation (PWM) is adopted to generate switch control signals. Thus, ripple currents are reduced at the input and output sides. For high-voltage applications, each circuit module includes two half-bridge legs that are connected in series to reduce switch voltage rating to $V_{in}/2$. These legs are controlled with the use of asymmetric PWM. To reduce the current rating of rectifier diodes and share load current for high-load-current applications, two center-tapped rectifiers are adopted in each circuit module. The primary windings of two transformers are connected in series at the high voltage side to balance output inductor currents. Two series capacitors are adopted at the AC terminals of the two half-bridge legs to balance the two input capacitor voltages. The resonant behavior of the inductance and capacitance at the transition interval enable MOSFETs to be switched on under zero voltage switching. The circuit configuration, system characteristics, and design are discussed in detail. Experiments based on a laboratory prototype are conducted to verify the effectiveness of the proposed converter.
This study presents a new interleaved three-level zero-voltage switching (ZVS) converter for high-voltage and high-current applications. Two circuit cells are operated with interleaved pulse-width modulation in the proposed converter to reduce the current ripple at the input and output sides, as well as to decrease the current rating of output inductors for high-load-current applications. Each circuit cell includes one half-bridge converter and one three-level converter at the primary side. At the secondary side, the transformer windings of two converters are connected in series to reduce the size of the output inductor or switching current in the output capacitor. Based on the three-level circuit topology, the voltage stress of power switches is clamped at $V_{in}/2$. Thus, MOSFETs with 500 V voltage rating can be used at 800 V input voltage converters. The output capacitance of the power switch and the leakage inductance (or external inductance) are resonant at the transition interval. Therefore, power switches can be turned on under ZVS. Finally, experiments verify the effectiveness of the proposed converter.
본 논문에서는 포워드형 3상 PWM 정류기를 이용한 새로운 DC 48[V] 통신용 전원시스템을 제안하여 역률과 효율, 리플 전압의 개선에 관하여 서술하였다. 제안된 DC 48[V] 통신용 전원시스템은 각 선간에 스위치와 인덕터 그리고 콘덴서가 조합된 전력변환장치로 구성되며, 전력변환장치내의 각 스위치의 턴-온시 제어 주기내의 도통시간을 조정하여 역률 1의 정현파 전류를 얻었다. 그리고 일반적인 PWM 정류기를 포워드 형태의 PWM 정류기로 구성함으로써 스위치의 온-오프시 발생되는 피크 전류를 작게 하여 변환 효율 92.1[%]을 얻었다. 또한 고조파 입력전류 규제값(IEC61000-3-2 Class-A)을 만족하는 입력 전류를 가지며, 3상 전원의 왜곡이 중첩되는 상태에서도 출력 전압의 맥동성분을 저감시켰다.
본 논문에서는 외부 이그니터가 없는 간단한 고효율 안정기를 만들기 위해 커플 인덕터와 주파수가변. 동기 정류기를 이용한 하프 브리지 방식의 안정기를 제안한다. 램프 점등시 고압을 발생시키기 위해 벅 컨버터 내부의 LC 공진이 사용되었고, 정상상태의 리플을 줄이기 위해 커플 인덕터가 사용되었다. DC/DC컨버터로는 동기형 벅 컨버터가 사용되었다. 안정기의 효율을 높이기 위해 가변 주파수 방식을 제안하였다. 이 방식은 순환 전류와 정전력 동작 하에서 MOSFET 스위치의 턴 오프 손실을 감소 시켜 고정 주파수 방식에 비해 안정기 효율을 약 4$\%$ 향상 시킨다. 회로 구성은 PFC와 안정기 2단으로 구성된다 결과는 실험을 통하여 검증된다.
QZSI(Quasi Z-Source Inverter)를 이용한 유도전동기 제어 시스템은 암단락 상태를 제어에 이용할 수 있어서 추가 컨버터 없이도 단일 구조로 가변 배터리 전압을 일정하게 승압할 수 있다. 암단락을 이용한 승압은 직류단 전압제어가 보장되어야 하며 전압 제어기 성능이 인버터 출력 전류 제어에 상당한 영향을 미친다. 본 논문은 QZSI에서 직류 전압을 승압시키기 위한 암단락 시간을 효율적으로 제어하여 인덕터 전류 리플을 감소시키는 변형 공간벡터방식을 이용하여 유도 전동기를 제어하고 시뮬레이션과 실험을 통해 이를 검증한다.
현재 계통 연계형 인버터에서 필터 크기를 줄이고 동적특성을 개선하며 필터의 성능향상을 하기 위해 LCL필터의 사용이 증가하고 있다. LCL필터를 설계함에 있어 계통측으로 흘러들어가는 전류의 THD를 줄이는 것이 설계의 주된 목적이지만, 인버터측의 인덕터에 흐르는 전류의 최대치를 고려함으로써 필터에서의 전력손실을 줄이고 시스템전체의 효율을 높게 가져갈 수 있다. 본 논문에서는 계통 연계형 인버터의 LCL 필터설계에 있어서 인버터측 인덕터의 전류 리플의 최대치를 분석하고 이를 고려하여 필터설계를 하고 있다. 이 설계를 통해 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 타당성을 검증한다.
This paper present an investigation of the influence on the PFC(power factor correction) circuit with characteristics variation of MPP (Molybdenum permalloy powder) core. The experiment results of the 1.5kW class Boost converter for PFC rectifier with the average current mode control are evaluated to verify the influence on the PFC converter with inductance variation of the MPP core. As a results, it is shown that the ripple of the inductor using a MPP core increase with output power of the converter.
본 논문은 고속 소형 PMSM을 벡터제어 방식으로 구동하는 장치에서 전류 리플을 저감하기 위한 방법으로서 외부 인덕터를 추가하는 기법을 다룬다. 고속 소형 PMSM은 설계 특성상 인덕턴스가 매우 작기 때문에 전류 리플이 크게 나타나는데, 이오 인해 전동기 코어에서의 히스테리시스 손실이 증가하고 제어 시스템이 불안정하게 된다. 이 문제를 해결하면서도 벡터제어를 용이하게 할 수 있도록 인덕터를 추가하는 기법을 검토하고, 적절한 외부 인덕턴스 값을 정량적으로 결정하는 방법을 제안한다. 100 W급 50,000 rpm의 PMSM 시스템에 대하여 시뮬레이션을 실시하여 제안된 기법의 타당성을 확인한다.
This paper suggests a new non-isolated high voltage gain DC-DC converter with two switches. The proposed two-switch converter has the following characteristics: a high voltage gain, a continuous input current with a small ripple, a reduction in the size of the inductor, and a simple circuit with only a few elements. A theoretical analysis, guidelines for parameter selection, and a comparison with conventional non-isolated high step-up converters are presented. A prototype of 250 W is set up to demonstrate the correctness of the proposed converter. Results obtained from simulations and experiments are presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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