ZVS Flyback Converter Using a Auxiliary Circuit

보조회로를 이용한 영전압 스위칭 플라이백 컨버터

A topology decreased switching loss and voltage stress by zero voltage switching is presented in this paper. Generally, Switching mode converting productes voltage stress and power losses due to excessive voltage and current. which affect to performance of power supply and reduce overall efficiency of equipments. Virtually, In flyback converter, transient peak voltage and current at switcher are generated by parasitic elements. To solve these problems, present ZVS flyback converter topology applied a auxiliary circuit. Incorporation of auxiliary circuit into a conventional flyback topology serves to reduce power losses and to minimize switching voltage stress. Snubber capacitor in auxiliary circuit serves ZVS state by control voltage variable time at turn on and off of main switch, then reduces voltage stress and power losses. The proposed converter has lossless switching in variable load condition with wide range. A detailed analysis of the circuit is presented and the operation procedure is illustrated. A (50W 100kHz prototype) ZVS flyback converter using a auxiliary circuit is built which shows an efficiency improvement as compared to a conventional hard switching flyback converter.

본 논문에서는 영전압 스위칭에 의해 스위칭 손실과 전압 스트레스로 줄이는 토폴로지를 제안하였다. 일반적으로 스위칭 모드 변환시에는 과도한 전압과 전류가 기생 성분에 의해서 발생하는데 이것은 전압 스트레스와 전력 손실을 발생시켜 전원 장치의 성능에 영향을 미치어 전체 효율이 감소한다. 실제로 플라이백 컨버터에서 스위치의 천이 첨두 전압과 전류는 기생성분에 의해서 발생한다. 이러한 문제를 보완하기 위하여 보조회로를 이용한 영전압 스위칭 플라이백 컨버터를 제안한다. 기존의 플라이백 토폴로지에 보조 회로를 추가하여 전력 손실을 감소시키고 스위칭 전압 스트레스를 최소로 하였다. 보조 회로 내에 스너버 캐패시터는 주 스위치의 온·오프시 제어 전압 변화시간에 의해 영전압 스위칭을 가능하게 하여 전압 스트레스 및 전력 손실을 감소시킨다. 본 논문에서는 회로의 세부적인 분석을 하고 동작과정을 설명하였고 500W, 100㎑ 대의 보조회로를 사용한 영전압 스위칭 플라이백 컨버터를 설계하여 기존의 하드 스위칭 플라이백 컨버터와의 효율을 비교하였다.