• 제목/요약/키워드: 공진형

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LCC 공진형 컨버터 기반 15kV, 1.5kJ/s 커패시터 충전기 (15kV, 1.5kJ/s Capacitor Charger Based on LCC Resonant Converter)

  • 김지숙;송채린;장성록;안석호;;류홍제
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.56-57
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    • 2016
  • 본 논문은 LCC 공진형 컨버터를 기반으로 설계된 15kV, 1.5kJ/s 고전압 커패시터 충전기에 대하여 기술한다. 연속도전모드에서 동작하는 LCC 공진형 컨버터 설계를 통해 영전압 스위칭을 구현하고, 공진전류를 사다리꼴 형태로 개선하여 도전손실을 줄일 수 있도록 공진 파라메터를 설계 한다. 승압을 위한 고주파, 고전압 변압기를 다수의 환형 코어를 이용하여 설계하여 효율적인 기중절연을 확보하였다. 제작된 고전압 커패시터 충전기 프로토 타입의 저항부하 정격운전 및 커패시터 충전 실험을 통해 설계를 검증 하였다.

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LED 전원컨트롤기어용 LLC 하프브리지 공진형 컨버터 구동특성 (The Operating Characteristics of LLC Half Bridge Resonant Converter for LED Power Control Gear)

  • 임홍우;홍민철;장용해;최연옥;조금배;백형래
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.1138-1139
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    • 2008
  • LLC 하프브리지 공진형 컨버터는 세 개의 공진소자인 누설 인덕턴스, 자화인덕턴스, 공진 커페시터를 이용하여 영전압 스위칭을 실현 할 수 있고 낮은 전압, 전류 스트레스와 높은 효율을 기대할 수 있기 때문에 밀폐된 공간에서 동작해야하는 LED 전원장치로 적합하다. 특히 이동성의 편의를 위해 높은 전력밀도를 가져야 하는데 LLC 공진형 컨버터는 출력단에 인덕터가 없기 때문에 크기 면에서도 장점을 갖고 있다. 본 눈문에서는 LED 전원공급용 컨트롤기어인 LLC 하프브리지 컨버터의 최적설계를 반영한 이론적 해석 및 시뮬레이션을 하여 시 제작한 컨버터의 특성을 분석하였다.

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고전압 프로브 시험용 100kV, 1kW 전원장치 설계 (The Concept Design of 100kV 1kW DC Power Supply using LCC Resonant Converter)

  • 안석호;손윤규;이동우
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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    • pp.419-420
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    • 2017
  • 본 논문에서는 고전압 프로브 시험용 100kV, 1kW의 DC 전원장치 설계에 관하여 소개한다. 설계되는 DC 전원장치는 연속 도전모드로 동작하는 LCC 공진형 컨버터 토폴로지가 적용되며, 적용된 LCC 공진형 컨버터는 고전압 전원장치에 필연적으로 발생하는 Arc로 부터의 보호동작이 우수한 전류원 성질을 가지면서 스위칭 손실을 줄일 수 있고, 정격 부하 조건에서 고효율을 달성할 수 있는 장점을 가진다. 또한 고전압 다이오드 스텍의 기생 커패시턴스를 병렬 공진 커패시턴스로 이용함에 따라 추가적인 고전압 커패시터의 사용 없이 LCC 공진을 구성할 수 있는 특징을 가진다. 본 논문에서는 이러한 LCC 공진형 컨버터 토폴로지를 고전압 전원장치에 적용하였을 때 장점을 설명하고, 시뮬레이션 결과를 통하여 설계된 컨버터의 타당성과 우수성을 설명한다.

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LLC 공진형 컨버터에서 출력 정류단 전류의 분포 균등성 향상을 위한 변압기 권선방법 (Transformer Winding Method to Improve the Current Balance of Output Rectifiers in LLC Resonant Converters)

  • 정지훈;나태권;최종문;권중기
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.475-477
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    • 2008
  • LLC 공진형 컨버터는 주스위치의 ZVS와 출력정류단의 ZCS가 가능하여 높은 효율로 동작하고, 출력단에 인덕터를 사용하지 않는 장점으로 널리 사용되고 있다. LLC 공진형 컨버터의 출력단 구조는 크게 변압기의 센터탭(Center Tap) 방식과 출력정류기를 Full Bridge로 구성하는 방식이 있는데, 정류기 손실과 재료비 측면을 고려하면 센터탭 방식이 유리하다. 그러나 센터탭으로 분리된 2차측 권선간의 누설 인덕턴스 차이로 인하여 컨버터 동작의 반주기 마다 공진이 어긋날 수 있고, 출력정류단에 흐르는 전류의 RMS 크기도 매 반주기마다 달라져서 동작효율의 감소를 가져올 수 있다. 따라서 본 논문에서는 LLC 공진형 컨버터의 수학적 모델로부터 2차측 권선의 누설 인덕턴스 차이의 영향을 예측하고, 그 영향을 최소화할 수 있는 권선법을 제안한다. 또한 400W급 컨버터에서 실험을 통하여 제안한 방식을 실증하고자 한다.

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다중 폴딩 스너버 망에 의한 새로운 펄스 폭 변조 의사 공진형 컨버터 (A New Soft Recovery Quasi-Resonance Pulse Width Modulating Boost Converter with Multiple Order Folding Snubber Network)

  • 정진국
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제37권3호
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    • pp.66-71
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    • 2000
  • 다중 폴딩 스너버 망(folding snubber network)에 의하여 동작되는 새로운 형태의 영전압 영전류 스위칭 의사 공진형 컨버터를 제안한다. 이 새로운 컨버터는 기존의 의사 공진형 컨버터에 수동소자인 케패시턴스와 다이오드로 구성된 폴딩 스너버 망(folding snubber network)을 결합하여 구성된다. 컨버터의 주 정류 다이오드의 역 회복 손실(reverse recovery loss)은 다중공진 기법으로 억제된다. 이 제안된 컨버터는 매우 높은 효율을 구현하므로 고 출력에 매우 적합하다. 이 개념을 다른 컨버터에도 적용시켜 새로운 소프트 스위칭 의사 공진형 컨버터(soft switching quasi-resonance converter) 군을 할 수 있다.

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Watkins-Johnson 공진형 DC-DC 컨버터의 정상상태 해석과 최적설계 (Steady State Analysis and Design of a Resonant Switching Watkins-Johnson DC-DC Converter)

  • 안태영
    • 전자공학회논문지S
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    • 제36S권8호
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    • pp.113-122
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    • 1999
  • 본 논문에서는 스위칭 손실을 저감시키고, 높은 주파수 동작에 적합한 새로운 Watkins - Johnson 공진형 컨버터를 제안하였다. 정상상태 해석에서는 제안 된 공진형 컨버터의 전압이득은 스위칭 주파수에 의존하게 된다는 것을 밝혔다. 따라서 컨버터의 출력전압을 안정시키기 위해서는 부하 전류 변화에 따라 스위칭 주파수도 함께 변화시켜야한다. 또한 해석결과를 토대로, 스위치의 전압 스트레스를 최소화시키고, 영전압 스위칭되는 조건하에서 컨버터의 공진소자 값을 결정할 수 있는 최적의 설계방식을 제시하였다. 끝으로 Watkins-Johnson 공진형 컨버터의 실험회로를 구성하여 최적 설계방식의 타당성을 입증하였다.

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열전에너지 수확이 가능한 공진형 DC/DC 컨버터의 동작 해석 (Operation Analysis of Resonant DC/DC Converter able to Harvest Thermoelectric Energy)

  • 김혁진;정교범;조관열;최재호
    • 전력전자학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.150-158
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    • 2010
  • 본 논문은 입력단 전압과 출력단 부하전압의 상대적 크기에 따라 동작모드가 다르게 구성되며, 열전에너지 수확이 가능한 새로운 공진형 DC/DC 컨버터의 동작 특성을 해석한다. 공진형 DC/DC 컨버터는, 직류 입력전원에 연결 되는 LC 공진회로와, 공진회로의 캐패시터 전압이 최대일 때 부하측으로 에너지를 전달하는 펄스형 공진 컨버터로 구성되어있다. 입력단 LC 공진회로의 캐패시터는 전압의 최대값이 입력전압의 최대값의 2배가 되는 Voltage Doubler의 특성을 갖는다. 제안한 컨버터는 공진 캐패시터 전압의 최대값과 부하전압의 상대적 크기에 따라서 승압형 연결, 혼합형 연결, 직접연결의 3가지 동작특성을 가진다. 승압형 연결은 공진 캐패시터 전압의 최대값이 부하전압보다 작은 경우이다. 혼합형 연결은 공진 캐패시터 전압의 최대값이 부하전압보다 큰 경우이며, 스위칭 주기에 직접연결과 승압형 연결이 연속하여 나타난다. 직접연결은 입력단 전압의 크기가 부하전압보다 큰 경우이며, 입력단 에너지가 부하측으로 컨버터의 스위칭 동작 없이 직접 전달된다. 공진형 DC/DC 컨버터 회로의 동작원리를 설명하고, PSPICE 시뮬레이션 및 실험을 통하여 검증하였으며, 열전에너지 수확분야에 활용 가능성을 제시하였다.

광대역화를 위한 원통형 모노폴 안테나의 이중공진 구조 설계 (Implementation of Double Resonance in the Cylindrical Monopole)

  • 전중창
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제6권4호
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    • pp.267-271
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    • 2013
  • PCS를 비롯하여 WLAN, DMB, UWB 등의 무선통신 서비스가 증가함에 따라, 다중 밴드 동작이가능한 광대역 안테나의 필요성이 더욱 요구되고 있다. 선형 모노폴 안테나는 구조가 간단하고 전방향 성을 갖는 복사특성으로 인하여 무선통신에서 가장 널리 사용되는 안테나 중의 하나이지만, 공진 대역 폭이 좁은 단점이 있다. 본 논문에서는 원통형 모노폴 안테나의 기저부 커플링 구조에 이중공진 구조 를 도입함으로써 모노폴 안테나를 광대역화 하는 기법과 공진 주파수를 결정하는 공식을 제시한다. 본 연구에서 제작된 이중 공진 안테나의 측정결과를 와이어 및 원통형 모노폴과 비교분석하였다.

그린 PC용 저전압, 대전류 LLC 공진형 컨버터 (Low Voltage, High Current LLC Resonant Converter for Green PC)

  • 유영도;류명효;백주원;김인동
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.373-374
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    • 2012
  • 본 논문에서는 전력변환장치의 고효율화 시대에 맞추어 AC-DC단에는 브릿지리스 PFC, DC-DC단에는 Full-Bridge LLC 공진형 컨버터를 적용하여 전부하 ZVS 동작영역 확보를 통한 고효율의 저전압, 대전류 AC-DC 정류기를 제안하였다. 제안된 AC-DC 정류기는 그린 PC용 전력변환 장치로써 단말형 중앙 집중식 PC rack 시스템에 사용된다. 따라서 19 [V], 105 [A] (2KW) Full-bridge LLC 공진형 컨버터를 설계 및 제작하여 실험을 통해 제안된 토폴로지의 타당성을 검증하였다.

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나선형 공진기를 이용한 CPW 발진기 설계 (Design of a CPW Oscillator Using Spiral Resonators)

  • 구자경;임종식;한상민;안달
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권10호
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    • pp.2639-2645
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    • 2009
  • 본 논문은 나선형 공진기를 이용한 CPW 발진기의 설계에 대하여 기술한다. CPW 나선형 공진기는 기존의 CPW 헤어핀, 헬리컬 공진기에 비하여 높은 Q 특성을 가지므로 출력특성과 크기가 개선된 발진기 설계에 유리하다. CPW 발진기 설계에 앞서 세 가지 CPW 공진기의 특성을 비교한다. EM 시뮬레이션을 행하여 공진기 설계 및 발진기 성능 확인에서의 정확도를 높였음을 보인다. 세 가지 CPW 공진기를 이용하여, 5.7 GHz 대역에서 각각 발진기를 설계하였다. 제작 및 측정 결과, 헬리컬, 헤어핀, 나선형 공진기를 이용한 각각 CPW 발진기의 측정된 출력은 각각 2.55 dBm, 2.64 dBm, 4.98 dBm이다. 한편 세 가지 공진기는 각각 $102.15mm^2,\;130.05mm^2,\;80.625mm^2$ 크기를 보여, 제안한 CPW 나선형 공진기가 다른 공진기에 비해 크기 감소 효과도 우수함이 제시된다.