• 제목/요약/키워드: 고주파 스위칭 컨버터

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단상 전기자동차 양방향 충전기용 CHFL 컨버터 스위치 손실 비교분석 (Comparative Analysis of Switch Losses in Cycloconverter-type High Frequency Link Converter for Single-Phase EV Bidirectional Battery Charger)

  • 김재근;김승권;오원현;박성민
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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    • pp.332-333
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    • 2019
  • 본 논문에서는 전기자동차용 단상 양방향 온보드 충전기를 위한 Cycloconverter-type high frequency link 컨버터에 Si-IGBT와 SiC-FET을 적용하여 전력반도체의 전력 손실을 예측하고 비교하고 분석한다. 와이드밴드갭 전력반도체 중 하나인 SiC-FET은 기존 Si기반의 IGBT를 대신하여 사용될 전력반도체로써 각광 받고 있다. 또한, 낮은 온-저항으로 인해 적은 전력손실과 고주파 스위칭을 통한 직류단 필터의 크기감소를 통해 높은 전력밀도를 달성할 수 있다. 이에 Si-IGBT와 SiC-FET을 Cycloconverter-type high frequency link 컨버터에 적용하여 전력손실을 PSIM thermal module을 통해 시뮬레이션하고 비교 분석한다.

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중대용량 컨버터용 트랜스포머의 고효율 권선법 비교 (Comparison Of the High Efficiency Winding Methods for Transformer on High Power Converters)

  • 조남진;김윤성;김민국;이병국
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.77-78
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    • 2012
  • 본 논문에서는 고효율 중대용량 컨버터에 적용되는 트랜스포머의 권선법에 따른 성능 및 특성을 분석한다. 누설 인덕턴스 및 EMI를 저감하는 권선법, 고주파 스위칭 트랜스포머의 최적 적층법, 공극과 권선의 위치에 따른 영향 등을 분석하였다. 또한 트랜스포머의 기생성분 계산법을 설명한다.

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고전압용 LCL 공진 푸시풀 컨버터 구현 (The LCL- Resonant Push-Pull Converter Topology for a High voltage generation)

  • 홍정표;정승환;이도걸;권순재
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1179-1180
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    • 2011
  • 본 논문은 재생에너지의 고전압크기 변환에 적용하기 위해 출력 정류 다이오드 뒤에 LCL 공진회로를 갖는 푸시풀 컨버터를 나타내었다. 푸시풀 컨버터의 공진회로는 두 배의 스위칭 주파로 동작함으로 공진요소의 값이 작아도 되어 소형 경량이다. 제안된 푸시풀 컨버터 토포로지는 낮은 전압에서 높은 전압까지 안정된 전압을 얻을 수 있다. 실험 컨버터는 입력전압 24[V], 전류 80-A, 출력전압 320[V] 출력 1.5[kW]이고 동작 주파수 20 [kHz]에서 양호하게 동작하였고 시뮬레이션과 실험 결과가 잘 일치함을 볼 수 있다.

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평면 변압기를 이용한 자동차용 고압방전등 안정기 시스템 (Automotive HID Ballast System Using Planar Transformer)

  • 이재학
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제43권3호
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    • pp.22-27
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    • 2006
  • 본 논문에서는 새로운 제어방식과 평면 변압기(planar transformer)를 이용한 자동차용 35W급 메탈헬라이드 램프용 고효율 전자식 안정기의 제어시스템을 제안하였다. 본 논문에서는 밝기, 연색성, 광효율, 수명 등에서 기존의 할로겐 램프에 비해 우수한 특성을 가지고 있지만 복잡한 과도특성을 가지고 있는 메탈헬라이드 램프를 자동차에 적용하기 위해 마이크로컨트롤러에 의한 디지털 제어방식을 전자식 안정기에 적용하여 램프 요구조건 및 주변 환경에 최적으로 적용할 수 있도록 전자식 안정기를 설계하였다. 또한, 자동차의 밧데리 입력전압에 따라 안정기 컨버터(Flyback Converter)의 스위칭 주파수를 가변하여 안정기의 효율증대를 도모하였고, 컨버터의 고주파 스위칭 변압기를 평면 형태로 설계하여, 기존의 고주파 변압기에 비해 손실, 무게 등의 절감과 전체적인 크기를 축소하여, 밧데리라는 한정된 에너지와 한정된 공간을 갖는 자동차에서 효율적인 전력제어를 실현하였다. 개발된 안정기에 대한 동작특성을 실험을 통해 확인하였다.

고승압 양방향 배터리 충전/방전 회로 (Boosting two-way about battery charge and discharge circuit.)

  • 이윤민;김병석;노정욱
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.423-424
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    • 2014
  • 본 논문에서는 배터리 충 방전을 위한 새로운 고승압 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안 회로는 하나의 회로로 양방향 스위치가 가능하게 하였다. 기존 DC-DC 컨버터는 고주파 스위칭 동작 시 손실분 저항의 증가로 승압이 어려운 문제점이 있다. 이를 위해 기존 Boost converter 회로 방식보다 승압비가 높은 회로를 제안하였다. 그리고 기존 충전회로는 10배 이상의 입 출력 강압변환 시, 낮은 duty cycle로 소자 스트레스가 높아 고 사양의 소자를 사용해야 했다. 제안회로는 충전 시, Buck converter 동작을 하면서 기존 duty cycle 보다 3배가량 높아 소자 스트레스를 줄였다. 이를 모의실험 및 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

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연료전지 발전시스템에 적용된 고주파 절연형 ZVZCS PS-PWM DC-DC 컨버터의 설계 및 특성 해석 (The Characteristics Analysis and Design of High-Frequency Isolated Type ZVZCS PS-PWM DC-DC Converter with Fuel Cell Generation System)

  • 서기영;문상필;김동헌;이현우;권순걸
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.21-28
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    • 2006
  • 본 논문에서는 Ballard사의 1.2[kW]급 연료전지와 연료전지의 저전압($28{\sim}43[VDC]$)을 승압(380([VDC])시키기 위한 풀-브리지 직류-직류 컨버터, 그리고 승압된 직류 링크전압을 교류 전압(220[VAC]), 60[Hz]으로 변환하기 위한 단상 풀-브리지 인버터로 구성된 연료전지 발전용 전력변환시스템 중 풀-브리지 고주파 절연형 영전압 영전류 스위칭 위상 천이 펄스폭 변조 직류-직류 컨버터를 제안하였다. 제안한 풀-브리지 고주파 절연형 영전압 영전류 스위칭 위상 천이 펄스폭 변조 직류-직류는 프리휠링 다이오드를 포함한 탭부 인덕터 필터를 이용하여 순환 전류를 저감시켰으며, 스위치 및 변압기의 턴-온, 턴-오프시에 오버슈트 전압이나 과도현상이 발생하지 않는다. 그리고 넓은 출력 전압 조정에도 효율을 $93{\sim}97[%]$정도 얻을 수 있으며, 출력 부하전류의 변화에 대해 거의 일정한 출력 전압 특성을 가졌다.

Phase-Shift를 이용한 복공진형 고주파 인버터의 특성에 관한 연구 (A Study on characteristic of a double resonant type high frequency inverter using Phase-Shift)

  • 조규판;김종해;남승식;김동희;노채균;배영호
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.109-117
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    • 2000
  • 본 논문은 고주파 유도가열용 전원에 사용되는 인버터에 WVF 기능을 부여한 풀-브릿지형 복공진 고주파 인버터회로를 제시하였다. 제안한 인버터는 직렬공진회로의 전류를 병렬공진회로의 주입전류로 사용하기 때문에 스위치의 전류 분담을 감소시킬 수 있으며, 또한 본 논문은 Phase-shift를 이용하여 스위칭 주파수와는 무관한 독립 출력 제어를 행하였다. 회로의 해석은 정규화 파라메타를 도입하여 범용성 있게 기술하였고, 인버터 특성을 스위칭 주파수, Phase-shift의 위상차각($\phi$) 변화와 제 파라메타에 따라 특성평가를 행하였다. 또한, 이론해석에서 얻은 특성값을 기초로 한 회로 설계 기법의 일 예도 제시하였다. 첨가해서, 실험을 통해 이론 해석의 타당성을 검증하였으며, 향후 유도가열 응용, OC-OC 컨버터 등의 전원 시스템에 웅용 가능성을 보여주고 있다.

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시분할 방식 VVVF형 고주파 공진 인버터의 특성해석 (Characteristics analysis of time sharing method VVVF type high frequency resonant inverter)

  • 조규판;원재선;남승식;심광렬;배영호;김동희
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.20-28
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    • 2002
  • 본 논문은 고주파 유도가열용 전원에 사용되는 VVVF기능을 내장한 시분할 방식 고주파 공진 인버터 회로를 제시하였다. 제안한 인버터는 종래의 전압형 하프 브릿지 직렬 공진 인버터를 단위 인버터로 하여 이 단위 인버터 3개를 입력전원에 병렬로 접속하여 스위칭 주파수의 3배의 출력 주파수를 얻을 수 있으며, 또, 인버터 내부에 VVVW 기능을 부여하여 출력전압.주파수를 제어 할 수 있고 ZVS 기능도 가지고 있다는 특징을 가지고 있다. 회로의 해석은 정규화 파라메타를 도입하여 범용성 있게 기술하였고, 인버터 특성을 스위칭 주파수, Phase-Shift의 위상차각($\phi$) 변화와 제 파라메타에 따라 특성평가를 행하였다. 실험을 통해 이론해석의 타당성을 검증하였으며, 향후 유도가열 웅용, DC-DC 컨버터 등의 전원 시스템에 웅용 가능성을 보여주고 있다.

태양광 발전용 전력변환장치에 관한 연구 (A Study on Power Conversion System for Photovoltaic Generation)

  • 박정환;장수형;이성근;안병원;김윤식
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2001년도 춘계종합학술대회
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    • pp.437-442
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    • 2001
  • 계통연계형 태양광 발전 시스템은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양 전지부와 발생 전력을 계통에 연계하는 진력변환장치로 크게 나눌 수 있다. 또한 전력변환부는 승압용 컨버터부와 DC전력을 AC로 변환하는 인버터부로 구성된다. 종래 인버터의 주회로 방식은 저주파 트랜스나 고주파 트랜스를 사용하는 방식이 채러되었으나, 최근 이러한 방식에 비해 소형 경량화가 기대되는 트랜스리스 방식이 많이 연구되고 있다. 본 논문의 승압부는 2상 부스트 컨버터를 이용하여 입력 전류와 출력 전압의 리플을 줄여, 각 전력 소자의 전압 스트레스를 줄이고, 입력 리액터를 소형화한다. 그리고, 인버터 부의 출력 고조파 성분을 저감하기 위해 정현파 PWM에서 얻어진 스위칭 시간을 기본값으로 하여 푸리에 급수로 유도한 PWM 스위칭 시간을 채택하였고, PSpice를 이용하여 변환기의 동작을 시뮬레이션하여 그 유효성을 검증하였다.

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30kW 고주파 용접 전원용 Full-Bridge 컨버터의 분산설계에 관한 연구 (Research for distributed design for 30kW Full-Bridge converter for in high frequency welding machine)

  • 김민우;허경현;이우석;최승원;이일운;이준영;정계수;이토 에이지;변동섭
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.19-21
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    • 2019
  • 본 논문에서는 용접 전문의 전력단 스위치로 MOSEFT을 사용하는 ZVS-PWM 스위칭 방식의 풀브리지 회로에 대한 연구결과를 발표한다. 제안된 ZVS-PWM 풀브리지 컨버터는 스위칭 주파수를 60kHz로 사용하고 변압기를 병렬로 적용해 고전력밀도를 갖도록 설계되었다. 변압기 병렬 구동 시 발생하는 전력 불균형 현상은 공통모드 결합 인덕터(CMCI; Common Mode Coupled Inductor) 부착을 통해 개선되었다. 본 논문은 제안된 회로의 연구를 실험을 통해 검증하고 이에 대한 실험 결과 및 분석을 나타내고 있다.

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