기존 위상천이 풀 브리지 컨버터의 경우 구조가 간단하고, 모든 스위치의 영전압 스위칭 동작이 가능하기 때문에 고전압/대전력용으로 널리 사용되고 있다. 그러나 위상천이 풀 브리지 컨버터의 경우 환류구간동안 입력 에너지가 출력으로 전달되지 못하고 순환하므로 도통손실이 큰 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 환류구간이 존재하지 않으며, 출력인덕터 전류 리플을 최소화 할 수 있어 대전류 시스템에 매우 적합한 새로운 Double Ended 능동 클램프 풀 브리지 DC/DC 컨버터를 제안한다. 최종적으로 제안된 회로의 정상상태 동작에 관하여 이론적으로 분석하고, Psim 모의실험을 수행하며, 실제로 1.2KW급 서버용 전원장치에 적용하여 타당성을 검증한다.
기존의 레이저통신용 스위칭 방식은 변압기 2차측에 정류부 및 평활용 콘덴서가 필수적으로 포함되어 있으며, 이렇게 얻어진 직류전압의 후단부를 스위칭 하게 되므로 시스템장치가 복잡하다. 또한 스위칭에 의한 손실이 크고, 펄스반복율(pulse repetition rate)이 증가할수록 콘덴서에 저장된 에너지가 램프로 충분히 전달되지 못하여 레이저 출력 효율이 저감되는 단점이 있다. 본 연구에서는 스위칭에 의한 손실을 줄여 레이저의 출력 효율을 개선하고자 교류전압의 영점(ZERO)을 ZCC(zero cross control)방식으로 검출하여 변압기 2차측 교류전압의 영점에서 SCR을 턴-온(turn-on)시키는 레이저 시스템을 설계 및 제작하였다. 그 결과 기존의 평활용 콘덴서와 정류부를 사용한 레이저 시스템보다 펄스반복울이 10[pps]씩 증가할수록 레이저 출력 효율 약 3.5$\%$씩 증가하여 60pps에서는 약 25$\%$까지 상승하였다.
본 논문에서는 하이브리드 자동차용 보조전원 공급이 목적인 DC-DC Converter에 대하여 기술하였다. DC-DC Converter는 차량 내의 헤드램프, 오디오, 각종 ECU등 전기/전자 부하에 전력을 공급하며 또한 12V 보조 배터리를 충전하는데 사용된다. 고주파 동작 조건하에서 유기되는 전자파 노이즈와 스위칭 손실을 저감하기 위하여 컨버터 토폴로지로 위상천이 영전압 풀브리지 방식을 적용하였으며 제어기의 용이한 보상 및 안정된 시스템 응답 특성을 위하여 슬로프 보상이 포함된 전류 모드 제어방식을 사용하였다 정전압/정전류 충전 제어 방식은 전기부하에 안정적인 전원공급과 보조 배터리의 안정적인충전을 보장한다. 초기의 회로 파라메타 설정 및 하드웨어 디버깅을 위하여 시뮬레이션 툴로 PSIM 6.0을 사용하였으며. DC-DC Converter에서 스위칭 소자의 발열문제는 Thermo Tracer 장비를 사용하여 개선하였다.
A novel zero voltage and zero current switching (ZVZCS) full bridge (FB) PWM converter with a low output current ripple is proposed. The proposed circuit improve the demerits of the previously presented ZVBCS-FB-PWM converters[5-8] such as use of lossy components or additional active switches. A simple auxiliary circuit which includes neither lossy components nor active switches provides ZVZCS conditions to primary switches, ZVS for leading-leg switches and ZCS for lagging-leg switches. In addition, this proposed circuit reduces a output current ripple considerably. Many advantages including simple circuit topology, high efficiency, low cost and low current ripple make the new converter attractive far high power (> 1kW) applications.
This paper deal with a design and a constant output power control of Zero Current Zero Voltage Switching(ZCZVS) resonant type DC-DC converter by a digital I-PD phase shift controller. When the DC-DC converter for a high density and a high effect control is operated in high speed switching, the switching loss and switching stress of the switching devices are increased. So, the ZCZVS method, which has the phase shift control with the digital I-PD controller, must be use in order to reduce its. And the constant output power voltage that controlled by the digital I-PD controller tracks a reference without steady state error in variable input voltage. The validity of control strategy that proposed is verified experimental results by the Digital Signal Processor TMS320C32.
본 논문은 DTC-PWM을 적용한 PMSM의 속도제어 방식을 제안한다. 제안된 DTC-PWM은 기존의 DTC 방식과 PWM을 결합한 방식으로 스위칭 신호를 발생하는 구조를 가진다. 제안된 방식에서 실제 토크는 기존의 DTC 방식과 같이 추종되지만, 스위칭 신호는 토크 오차와 제어규칙에 따라 PWM 방식으로 제어한다. 토크와 자속을 제어하기 위한 스위칭 신호는 하나의 유효전압벡터와 영전압벡터로 구성되는 비대칭 스위칭 방식이 적용된다. 제안된 방식은 SVPWM과 같이 복잡한 계산없이 간단한 PWM의 연산으로 제어기를 구성하여 토크와 자속을 연속적으로 제어할 수 있다. 제안된 방식은 PMSM의 속도 제어 실험을 통하여 그 성능을 검증하였다.
본 논문에서는 정류용 브릿지 다이오드가 없는 고효율 하프 브릿지 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 비대칭 펄스 폭 변조 방식의 하프 브릿지 DC-DC 컨버터와 정류용 브릿지 다이오드가 없는 역률 개선 회로가 통합된 회로 구조를 지닌다. 제안하는 컨버터는 정류용 브릿지 다이오드를 사용하지 않고 교류 입력 전압으로부터 절연된 직류 출력 전압을 공급한다. 간단한 회로 구조와 함께 도통 손실을 줄일 수 있다. 또한 스위칭 소자들의 영전압 스위칭을 통하여 스위칭 손실을 줄일 수 있다. 두 개의 직렬 연결된 트랜스포머를 구비함으로서 프로파일을 낮추고 전력밀도를 높일 수 있다. 250 W (48 V / 5.2 A) 회로 설계 및 실험을 통하여 제안된 컨버터의 성능을 $90 \;V_{rms}$ 교류 입력 전압에 대하여 입증하였다.
본 논문에서는 single-stage, two-stage 두가지 역률보상(PFC)기법을 기존의 능동 클램프 플라이백 컨버터에 적용하여 역률개선을 하였다. 삽입된 플라이백 컨버터의 능동클램프회로가 주스위치와 보조스위치의 영전압스위칭(ZVS)을 구현하며, 스위칭 손실을 줄임으로써 고효율을 얻을 수 있고, 높은 주파수에서의 스위칭이 가능하다. 하지만 일반적으로 사용되는 다이오드정류기, 평활용커패시터에 의한 낮은 역률의 문제점이 남아있다. 본 논문에서는 300[W급] 능동 클램프 ZVS 플라이백 컨버터를 설계하여 single-stage two-stage방식을 적용, 입력역률개선을 시뮬레이션과 실험에 의해 입증하고자 한다.
The Clamp Mode(CM) Forward Zero Voltage Switching Multi Resonant Converter(ZVS-MRC) with self-driven synchronous rectifier in studied. The loss at the synchronous rectification stage of the converter is analyzed using MOSFET linear model and is compared with the loss at the conventional schottky diode rectification stage of the converter. From the results of the analysis, it is known that the use of MOSFETs as a synchronous rectifier reduces the loss at the rectification stage over the whole load range comparing the use of schottky diodes as a conventional rectifier in the converter. In order to verify the validity of the analysis, we have built a 33W(3.3V/10A) CM Forward ZVS-MRC with self-driven synchronous rectifier, in which switching frequency is 1MHz, and tested. From the experimental results, it is known that the synchronous rectification achieved about 1W improvement in the loss at the rectification stage and about 3% in the efficiency at the converter as compared with the conventional schottky diode rectification.
고효율 고전력 밀도를 제공하는 공진형 컨버터에 있어서 스위치에 걸리는 전압 스트레스는 입력전압의 4∼5배 정도여서, 높은 정격의 소자를 필요로 하기 때문에 전도손실을 증가시킨다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 제안했던 교번으로 동작하는 포워드 다중공진형 컨버터에 적용한 회로 형태를 다른 컨버터에 적용한 예를 제시하였다. 그리고 제안한 AT포워드 다중공진형 컨버터의 루프 이득 특성을 알아보기 위해 HP4194A 네트워크 해석기를 이용해 실험적으로 측정한 결과에 대해 고찰하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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