This study proposes a DC-DC converter topology of solid-state transformer for low-voltage DC distribution. The proposed topology consists of a voltage balancer and bipolar DC-DC converter. The voltage and current equations are obtained on the basis of switching states to design the controller. The open-loop gain of the controller is achieved using the derived voltage and current equations. The controller gain is selected through the frequency analysis of the loop gain. The inductance and capacitance are calculated considering the voltage and current ripples. The prototype is fabricated in accordance with the designed system parameters. The proposed topology and designed controller are verified through simulation and experiment.
This paper presents design and analysis of step-down piezoelectric transformer for application to AC-adapters. These transformers are consist of rectangular type and disk type multilayered piezoelectric ceramic plate. This piezoelectric transformer operated in third thickness resonance vibration mode. Finite element methode(FEM) was used for analysing transformer. Vibration mode and electric field of piezoelectric transformer were simulated at resonance frequency. As results, rectangular type transformer's output voltage was higher than the disk type. But disk type transformer's current was lagger than rectangular type. These results are assumed that disk type transformer's mixed vibration mode influence transformer's output characteristics. From these results, we expect that disk type piezoelectric transformer is more adoptable than rectangular plate type piezoelectric transformer for AC adapters.
In this paper, the electrical characteristics of $\lambda$ vibration-mode piezoelectric transformer for applying to CCFL driving inverter was investigated. Piezoelectric transformer was made of PZT - PMN - 0.5wt% $Nb_{2}O_{5}$ composition. As a results of the electrical characteristics of piezoelectric transformer, when applied voltage was $35[V_{rms}]$ in $100[k{\Omega}]$ load resistance, output voltage was about $710[V_{rms}]$ and output power was more than 2[W]. As output power increased, step-up ratio and temperature was very stable until output power was 2.5[W]. Also, Efficiency was maximum in $70[k{\Omega}]$ load resistance, and about 89[%]. Also, when CCFL was used as load, the maintaining voltage was $700[V_{rms}]$ and the luminescence was $2000[cd/m^2]$ in applying $25[V_{rms}]$ to piezoelectric transformer. Conclusively, piezoelectric transformer fabricated in this paper can be applied to piezoelectric inverter for CCFL driving.
Most of the applications for distribution system operation highly rely on the voltage and current managements from the field devices. Voltage from the remote controlled switch contains unacceptably large measurement error due to the nonlinear characteristics of the bushing potential transformer. This paper proposes a new voltage magnitude estimation method by calculating voltage drop using current measurement, line impedance and loads deployment data. Contract demand power and pole transformer capacity managed by NDIS are used as a key element to improve accuracy of the proposed method. Various case studies using Matlab simulation have been performed to verify feasibility of the propose voltage estimation method.
A semiconductor switch-based fast hi-polar high voltage pulse generator is proposed in this paper The proposed pulse system is made of a thyristor based-rectifier, DC link capacitor, a push-pull resonant inverter, a high voltage transformer. secondary capacitor, a high voltage IGBT & diode stacks, and a variable capacitor. The proposed system makes hi-polar high voltage sinusoidal waveform using resonance between leakage inductance of the transformer and secondary capacitor and transfers energy to output load at maximum of the secondary capacitor voltage. Compared to previous hi-polar high voltage pulse power supply using nonlinear transmission line, the proposed pulse power system using only semiconductor switches has simple structure and gives high efficiency
Abuthahir, Abdul Rahman Syed;Periasamy, Somasundaram;Arumugam, Janakiraman Panapakkam
Journal of Power Electronics
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제14권6호
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pp.1314-1321
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2014
A new simplified topology for a dynamic voltage restorer (DVR) based on direct converter with a reduced number of switches is presented. The direct converter is fabricated using only three bi-directional controlled switches. The direct converter is connected between the grid and center-tapped series transformer. The center-tapped series transformer is used to inject the compensating voltage synthesized by the direct converter. The DVR can properly compensate for long-duration, balanced, and unbalanced voltage sag and swell by taking power from the grid. The switches are driven by ordinary pulse width modulation signals. Simulation and hardware results validate the idea that the proposed topology can mitigate sag of 50% and swell of unlimited quantity.
This paper deals with the voltage unbalance of DC link voltage in series connected two 6-step inverters with double chopper preregulator. Each output of the 6-step inverter is connected to each transformer. The secondary windings of one of the transformers is zig-zag connected and the other star connected. The secondary terminals of the two transformers are series connected which makes 12-step output voltage waveform. In this case, the characteristics of the two transformers are rather different each other. The difference results in the voltage unbalance of the two 6-step inverter input capacitor voltages which make the DC link voltage. The degree of the voltage unbalance is analysied with the variations of load power, load power factor and % impedance of the transformer.
High-capacity high-voltage pulse generator that can be used for environmental clean-up was developed using transformers. High-voltage pulse is consists of the primary wave and the harmonic wave which are increased as a series circuit using transformers to make pulses. Each transformer has a band-pass characteristics. The output voltage of the pulse width 50[%] was decided. The output voltage of high-voltage pulse generator device was measured as 1.4[kV] (Peak-to-Peak).
This voltage Regulator, which regulates voltage in different way from the conventional regulator, is constructed by circular-plate core type stators and controllers (are similar to rotor of conventional). The principle of this Voltage Regulator is based on the rotating magnetic field theory including peculiar homopolar and heteropolar concept. Comparing with the conventional induction regulator, this regulator need not to have short windings and can cancel armature reaction. Moreover, it is able to decrease the machine noise and control the phase of it freely. And it's efficiency can become more than 95% which almost the same as that of transformer's. By increasing numbers of cores of the same size, the output power can be increased, the insulation can be decreased and high Voltage can directly be connected because applied voltage is distributed to each core. This Voltage Regulator can be also used as a current regulator, a starter a induction motor and a phase transformer etc.
The high-voltage pulse generator consists of transformers of fundamental wave and harmonic waves, and shunt capacitors. The pulse has the fundamental wave and the harmonic waves that have been as a series circuit by the transformers to make high voltage pulse. This paper shows that pulse generator circuit is analyzed by using transformer equivalent circuits with the effect of load and simulated in time domain using Matlab program. The output voltage of pulse were obtained to 2.5kHz, 2.0kV. In high voltage circuit, capacitors are related to frequency band pass characteristics. Also, it is shown that the voltage of output pulse increases according to the growth of load.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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