• Title/Summary/Keyword: 고주파수 스위칭

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Optimal Design of GaN-FET based High Efficiency and High Power Density Boundary Conduction Mode Active Clamp Flyback Converter (GaN-FET 기반의 고효율 및 고전력밀도 경계전류모드 능동 클램프 플라이백 컨버터 최적설계)

  • Lee, Chang-Min;Gu, Hyun-su;Ji, Sang-keun;Kang, Jeong-Il;Ha, Sang-Kyoo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2018.07a
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    • pp.201-203
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    • 2018
  • 최근 휴대용 어댑터의 동향은 고주파수 전력 컨버터 설계를 통한 어댑터의 고효율화 및 소형화의 중요성을 강조하고 있다. 그러나 기존 준공진형(Quasi Resonant, QR) 플라이백 컨버터는 하드 스위칭 동작으로 고주파수 구동에 한계가 있으며, 누설 인덕턴스 에너지에 의한 손실로 인해 고효율을 달성하기가 어렵다. 반면, 능동 클램프 플라이백(Active Clamp Flyback, ACF) 컨버터는 ZVS(Zero Voltage Switching) 동작을 하여 고주파수 구동에 유리하고, 누설 인덕턴스 에너지를 입력으로 회기 시킴으로써 손실을 저감할 수 있다. 또한, 경계전류모드(Boundary Conduction Mode, BCM) 동작에서의 손실분석을 기반으로, 반도체 특성이 우수하여 고주파수 동작에 유리한 GaN-FET를 적용하고 최적 설계를 진행함으로써 고효율 및 고전력밀도를 달성하였다. 따라서 본 논문에서는 GaN-FET를 기반으로 하는 고효율 및 고전력밀도 BCM ACF 컨버터의 최적 설계 방안을 제시하고 65W급 시작품의 실험결과를 통해 이를 검증한다.

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High-Efficiency and High-Power-Density 3-Level LLC Resonant Converter (고효율 및 고전력밀도 3-레벨 LLC 공진형 컨버터)

  • Gu, Hyun-Su;Kim, Hyo-Hoon;Ji, Sang-Keun;Ryu, Dong-kyun;Choi, Heung Gyoon;Han, Sang-Kyoo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2017.07a
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    • pp.182-183
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    • 2017
  • 본 논문은 고효율 및 고전력밀도 3-레벨 LLC 공진형 컨버터를 제안한다. 전원회로의 고전력밀도화를 위해서는 고주파 구동이 필수적이지만 기존 LLC 컨버터는 스위칭 손실로 인하여 한계를 갖는다. 스위칭 손실은 스위치 전압 첨두치 감소를 통해 저감이 가능하다. 전압 첨두치는 4개 스위치의 직렬연결을 통해 저감시킬 수 있으며, 각 스위치의 전압평형을 위한 추가적인 회로가 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 스위칭 손실을 저감시킴으로써 1MHz 고주파 구동이 가능하며, 단 하나의 캐패시터를 이용하여 모든 스위치의 전압평형을 이룰 수 있는 3-레벨 LLC 공진형 컨버터를 제안한다. 또한 제안회로의 전압평형 원리를 이용하여 n-레벨 컨버터로 확장 가능하여 스위치 전압 첨두치를 더욱 저감시켜 입력전압이 높은 응용례의 적용에도 적합하다. 제안회로의 타당성 검증을 위해 350W급 시작품을 제작하여 실험 결과를 제시한다.

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Control strategy for improving light load efficiency of high-frequency driven high power density adapter (고주파수 구동 고전력밀도 아답터의 경부하 효율 개선을 위한 제어전략)

  • Joo, Hyung-Ik;Ji, Sang-keun;Ryu, Dong-Kyun;Han, Sang-Kyoo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2019.07a
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    • pp.86-88
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    • 2019
  • 본 논문에서는 고주파수 구동 및 고전력밀도 아답터의 경부하 효율 개선을 위한 One Chip 디지털 통합제어 알고리즘을 제안한다. 제안 회로는 CRM PFC Boost 컨버터와 3-Level LLC 공진형 컨버터를 하나의 소형 MCU로 구성된 디지털 제어기를 사용함으로써 고주파수 구동을 가능케 하며, 주파수 제한 및 Burst mode로 구성된 알고리즘을 통해 높은 스위칭 주파수로 인해 발생하는 경부하 시 효율 개선을 통해 수동 소자와 제어단 부피 저감으로 고 전력밀도 달성이 가능하다. 최종적으로 제안 회로의 타당성 검증을 위하여 200W급 아답터의 전원회로를 위한 시작품을 제작하여 고찰된 실험결과를 제안한다.

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The design and the effect of the snubber circuit of the high step-up flyback converter (고승압 플라이백 컨버터에서의 스너버 회로에 대한 설계와 효과)

  • Lee, Jung-Sup;Jo, Yong-Ho;Kim, Ki-suk;Hong, Sun-Ki
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2015.07a
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    • pp.1026-1027
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    • 2015
  • 고 승압 플라이백 컨버터를 설계하여 제작, 사용할 때 고주파수의 스위칭시 스위칭 소자의 보호를 위해 스너버 회로를 사용하게 된다. 본 논문에서는 고 승압 플라이백 컨버터의 스위칭 소자에서 R-C 스너버 회로가 미치는 영향에 대해 직접 실험하여 스너버 회로가 스위칭 소자와 스위칭 신호에 미치는 영향을 확인하고 실험을 통해 얻은 스너버 회로 파라미터값과 계산결과를 비교한다.

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Drive Signal Phasor Control-Based High Frequency Resonant Inverter Using Power-SIT (구동 신호 Phasor 제어형 SIT 고주파 공진 인버터)

  • 김동희;노채균;김종해;정원영
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.12 no.1
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    • pp.51-57
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    • 1998
  • This paper proposed a novel SIT high frequency resonant inverter having drive signal phase shift control function. Phasor control type inverters using SIT can realize a power conversion on the high switching frequency with low switching loss. Especially, the high output power can be abstained by connecting the output voltage of two unit inverters In serIes. The stability of system using protection circuit for over current and the automatic follow-up control with load variation by PLL is presented. This inverter produce approximately sinusoidal waveform at a high frequency, switching frequency ranging from 180[kHz] to 220[kHz], and is applied to the 2[kW] induction heating. The operating characteristics of this inverter circuit are discussed from a theoretical point of view and compared with experimental results. results.

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Characteristic Analysis of LCC Type High Frequency Resonant Inverter using ZVS (ZVS-LCC형 고주파 공진 인버터의 특성해석)

  • 서철식;김동희;노채균;남승식;변영복;이봉섭
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.4 no.4
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    • pp.311-317
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    • 1999
  • In this paper, the resonant inverter of SEPP-LCC type is proposed and described the operating principle. As adding t two capacitors in the switching devices in parallel. the proposed inverter can reduce switching losses. noise and voltage s stress at Turn-on and Turn-off. The analysis of the proposed circuit are described by using the normalized parameters. The data of design are got by the characteristic values and an example of the design's method is proposed. In addition. t the justification of theoretical analysis is verified by comparing to the experimental waveforms.

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Study of 60Hz Transformer-less High Frequency Linked Grid-Connected Power Conditioners for Photovoltaic Power System (60Hz 절연변압기가 없는 고주파링크방식 계통연계형 태양광발전시스템 고찰)

  • 유권종;정영석;최주엽
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.7 no.6
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    • pp.563-569
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    • 2002
  • This paper proposes an inverter for the grid-connected photovoltaic system based on the transformer-less inverter. This system consists of a high frequency DC-DC converter, high frequency transformer, diode bridge rectifiers, a DC filter, a low frequency inverter, and an AC filter. The 20kHz switched high frequency converter is used to generate bipolar PWM pulse, and the high frequency transformer transforms its voltage twice, which is subsequently rectified by diode bridge rectifiers for a full-wave rectified 60 Hz sine wave power output. Even though the high frequency link system needs more power semiconductors, a reduced size, light weight, and saved parts cost make this system more comparative than other power conditioning systems due to elimination of 60Hz transformer.

Chattering Reduction of Variable Structure Controller for Position System of Induction Motor (유도전동기의 위치제어 시스템을 위한 가변구조제어기의 떨림저감)

  • Kim, Young-Jo;Kim, Hyun-Jung
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics T
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    • v.35T no.2
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    • pp.39-47
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    • 1998
  • It has been known that variable structure control(VSC) has theoretically powerful control technique of providing fast response, no overshoot, and very robust control with respect to system parameter variations and disturbances. However, the technique has not become more widely extended in the industrial circles because chattering phenomenon which may excite high-frequency unmodelled plant dynamics and damage to system components exists. In this paper, a modified variable structure control(MVSC) is developed to alleviate these problems which are applied to the position control of induction motor. While the conventional VSC makes the structure of the system change with high-frequency switching on the center of the one switching surface, in the MVSC two switching surface are used to establish a sliding sector. The structure of the system will be changed with low-frequency switching. Therefore, the proposed algorithm has the properties of reducing chattering, retaining the benefits achieved in the conventional VSC, and working even under the influences of parameter variations. Experimental results show the effectiveness of the control strategy proposed here for the position control of induction motor.

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A Study on the Simulation method for the common-mode voltage and current in the voltage fed PWM inverter system (PWM 인버터로 구동된 유도전동기의 누설전류 억제에 관한 연구(I))

  • 전진휘;이재호;이상훈;김철우
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.5 no.3
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    • pp.246-253
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    • 2000
  • 전동기의 제어기법과 제어기 등의 발달로 유도전동기는 산업용으로 널리 보급되고 있으며, 유도전동기를 고효율로 제어하기 위하여 PWM 인버터가 널리 사용되고 있다. 그리고 IGBT와 같은 고속 스위칭 소자의 발달로 인해 전압형 PWM 인버터의 스위칭 주파수가 증가가 가능하게 됐으며, 그로 인해 매우 우수한 동작 특성을 가지게 되었다. 그러나 고속 스위칭은 전압과 전류의 급격한 변화로 인해 매 스위칭마다 발생하는 고주파 성분의 커먼 모드전압과 전류를 발생하게 되고 이들은 베어링 전류와 축전압, 전도 및 방사 EMI, 기기의 절연수명 단축, 등의 악영향을 유발한다. 본 연구에서는 이러한 커먼 모드 전압과 전류에 대한 시스템 레벨 해석이 가능한 시뮬레이션 기법에 대해 실제 측정과 시뮬레이션을 통해 검정하였다. 이를 통해서 커먼 모드 전압과 전류가 PWM 인버터 시스템의 각 부에 미치는 영향을 쉽게 확인 할 수 있으며, 커먼 모드 전압과 전류의 저감을 위해 추가될 수 있는 부가적인 보조회로의 영향에 대해서도 제시된 시뮬레이션 기법을 통해 확인 할 수 있다.

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Development of Arc Welding Machines DC-DC Converter using A Novel Full-Bridge Soft Switching PWM Inverter (새로운 풀-브리지 소프트 스위칭 PWM 인버터를 이용한 용접기용 DC-DC 컨버터의 개발)

  • Kwon, Soon-Kurl;Mun, Sang-Pil
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.22 no.6
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    • pp.26-33
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    • 2008
  • This paper presents a new full-bridge soft switching PWM DC-DC converter circuit topology that adding one switcher, one lossless snubber quasi-resonance capacity to power source for general welding machine This full-bridge soft switching DC-DC convoter· topology can applicable 600[V] switching device (IGBT)incase of AC 400[V] common power source because the voltage of active switcher is 1/2 of DC bus line voltage. And low voltage hight current out)ut that first coil current is smaller than second coil current in high frequency transformer can be obtained with decreasing path loss in conventional DC bus line switcher. As it operate ZCS/ZVS in full range, high frequency, high efficiency and high output are implemented at low voltage and high DC current switching power supplies. All of this items are got from simulation and the result of experiment. If make up for the weak points of this proposed circuit, it will be used more easily for next generation TIG, MIG and MAG type of arc-welding machine.