This paper is Instant space vector PWM(Pulse Width Modulation)power conversion devices in switching power semiconductors from my generation to losses and switching when the voltage surge and current surge of electronic noise(EMI: Electro Magnetic Interference / RFI: Radio Frequency Interference)to effectively minimize the power soft-switching power conversion circuit topologies of auxiliary resonant DC tank for the purpose of high performance realization of the electric power conversion system by the high-speed switching of a semiconductor device(AQRDCT simultaneously : an active auxiliary resonance using auxiliary Quasi-resonant DC tank)DC link snubber switch has adopted a three-phase voltage inverter. AQRDCL proposed in this paper can reduce the effective and current peak stress of the power semiconductors of the auxiliary resonant snubber circuit compared to the conventional active-resonant DC link snubber, it is not necessary to install the clamp switch of the auxiliary resonant DC link, DC the peak current and power loss of the bus line can be reduced.
소비자의 요구와 기술력의 발달로 PDP시장은 42인치와 60인치등 대형PDP가 주류를 이루고 있으며 대형화에 따라서 PDP전원의 소모전력 또한 $400W{\sim}600W$ 까지 증가 하고 있다. 기존 소용량 PDP전원으로 사용되던 Flyback의 경우 소모 전력이 증가함에 따라 대형PDP에 적용하기에는 소자 내압 및 시스템 효율 측면에서 다소 무리가 있다. 따라서 대형PDP의 전원을 위해서 새로운 2 Switch 3 Diode를 채용한 고효율 DCR (Diode Clamping Rectifier) Flyback Converter를 제안하였으며 이를 42인치 PDP에 적용하여 회로의 타당성 및 우수성을 검증하였다.
This study proposes a new type of active-clamp forward-flyback converter with two transformers that operate in forward and flyback modes during on and off times, respectively, instead of not using an output inductor. The main switch can be turned on with zero-voltage switching (ZVS) using the leakage inductance of the transformer and the output capacitor of the main switch. The leakage inductance should be increased to ZVS. However, the ringing between the leakage inductance of the transformer and the parasitic output capacitance of the secondary side rectifier switches results in a serious voltage spike. A forward-flyback converter employing auxiliary inductor and auxiliary diode is proposed to overcome the problem. The operational principles are analyzed in detail and validated through experiments with a 385 V-to-53 V/37 A prototype.
본 논문에서는 능동 클램프 회로를 이용한 위상천이 풀-브리지 컨버터(Phase-shift Full-Bridge Converter)의 스위치 제어 방법을 제안한다. 기존의 위상천이 풀-브리지 컨버터는 2차측 정류 스위치에서 스파이크 전압이 발생하며, 순환 전류(Circulating current)로 인한 도통 손실이 발생하는 단점을 지닌다. 위의 문제를 극복하는 회로로서 2차 측에 능동 클램프 회로를 적용하는 방법이 연구되었다. 하지만, 낮은 부하에서 클램프 커패시터의 전압이 상승하여, 2차 측 소자의 전압 스트레스가 증가하고, EMI 문제가 발생되는 단점을 지닌다. 본 논문에서는 위상천이 풀-브리지 컨버터의 2차 측에 능동 클램프 회로 및 동기 정류 스위치(Synchronous rectifier switch)를 적용하여, 클램프 커패시터의 전압 상승을 억제하는 해결 방안을 제시하며, 능동 클램프 회로의 스위치 제어 방법을 제안한다. 또한, 회로의 구조, 동작 원리 및 스위치 제어 방법을 설명하고, 모의 실험을 수행하여 타당성을 검증한다.
A new current controlled PWM technique with NPC structure is proposed in this paper. A current controlled PWM technique with neutral-point-clamped pulse-width modulation inverter composed of main switching devices which operates as switch for PWM and auxiliary switching devices to clamp the output terminal potential to the neutral point potential is described. The proposed current controller has a first and second current band. The switching pattern will be made by the first current band. According to the second current band, the output state of the switching pattern is changed into positive and negative state. This inverter output contains less harmonic content and lower switching frequency than that of conventional current controlled PWM technique at the same current limit. Two inverters are compared analytically and the performance is investigated by the computer simulation.
본 논문에서는 넓은 영전압 스위칭 범위를 가지며 클램프 다이오드와 클램프 스위치를 이용하여 비대칭 하프 브릿지 컨버터의 정상 입력 시 최적 설계가 가능하게 하여 모든 부하 조건에서 효율을 상승 시킬 수 있는 회로를 제안한다. Hold-up 조건 만족을 위하여 입력 전압이 낮은 경우에, 클램프 스위치를 동작시켜 변압기의 턴 비를 바꾸어 주어 출력 전압을 유지해준다. 정상 상태 동작에서는 클램프 스위치를 키지 않음으로써 클램프 다이오드 역할을 하여 2차 측 정류기의 전압 스트레스를 줄여주며, 보조 턴을 이용하여 클램프 다이오드에서의 도통 손실을 줄여 정상 상태에서의 비대칭 하프 브릿지 컨버터의 효율 최적화를 달성한다. 본 논문에서는 제안하는 회로의 이론적 해석 및 설계방법을 설명하고 실험결과를 통해 회로의 동작을 검증한다.
In this paper, an analysis for leakage inductance of transformer in active clamped flyback inverter is presented. In the active clamp circuit of flyback inverter, the leakage inductance influences on the voltage across the primary switch and the resonant capacitor. Therefore, it is essential to optimize the leakage inductance design. In order to verify the theoretical analysis for the leakage inductance, PSIM simulation is used.
본 논문에서는 역률개선용 단일 수위치 부수투 플라이백 결합형 ZCS 준공진 컨버터(quasi-resonant converter(QRC))를 제안한다. 제안된 컨버터는 입력전류를 불연속 모드로 동작과 zero-crossing-point에서의 왜곡을 개선함으로써 고조파를 감소시켜 역률을 향상시켰으며 좋은 출력전압의 레귤레이션 성능을 가지고 있다. 또한 능동 클램프회로를 제안된 회로의 동작특성에 맞게 스위칭 시간을 조절해 줌으로써 ZCS-QR의 일잔적인 특성인 스위치 차단시의 스위치 양단전압의 공진현상을 제거하여 스위치의 전압스트레스를 줄였다. 체계적인 설계를 위하여 설계식을 제안하였으며 제안된 설계식을 통하여 프로토타입 컨버터를 설계하였다. 실험결과 효율은 약 87%, 역률은 약0.985이상을 얻었다. 따라서 본 컨버터는 스위칭 주파수가 수백kHz이상이고 높은 레귤레이션 성능을 요구하는 낮은 전압의 소용량 컨버터에 적합하다.
The multi-resonant converter(MRC) minimizes a parasitic oscillation by using the resonant tank circuit absorbed parasitic reactances existing in a converter circuit. So it si possible that the converter operated at a high frequency has a high efficiency because the losses are reduced. Such a MHz high frequency applications provide a high power density [W/inch3] of the converter. But the resonant voltage stress across a switch of the resonant tank circuit is 4~5 times a input voltage. This h호 voltage stress increases the conduction loss because of on-resistance of a MOSFET with higher rating. Thus, in this paper we proposed the alternated multi-resonant converter (AT MRC) differ from the clamp mode multi-resonant converter and applicated it to the forward MRC. The AT forward MRC can reduce the voltage stress to 2~3 times a input voltage by using two series input capacitor. The control circuit is simple because tow resonant switches are driven directly by the output pulse of the voltage controled oscillator. This circuit type is verified through the experimental converter with 48V input voltage, 5V/50W output voltage/power and PSpice simulation. the measured maximum voltage stress is 170V of 2.9 times the input voltage and the maximum efficiency of 81.66% is measured.
This paper presents a new zero voltage switching (ZVS) converter for medium power and high input voltage applications. Three three-level pulse-width modulation (PWM) circuits with the same power switches are adopted to clamp the voltage stress of MOSFETs at $V_{in}/2$ and to achieve load current sharing. Thus, the current stresses and power ratings of transformers and power semiconductors at the secondary side are reduced. The resonant inductance and resonant capacitance are resonant at the transition interval such that active switches are turned on at ZVS within a wide range of input voltage and load condition. The series-connected transformers are adopted in each three-level circuit. Each transformer can work as an inductor to smooth the output current or a transformer to achieve the electric isolation and power transfer. Thus, no output inductor is needed at the secondary side. Three center-tapped rectifiers connected in parallel are used at the secondary side to achieve load current sharing. Compared with the conventional parallel three-level converters, the proposed converter has less switch counts. Finally, experiments based on a 1.44kW prototype are provided to verify the operation principle of proposed converter.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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