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.
A zero-voltage-transition(ZVT) full bridge (FB) boost converter for single stage power factor correction (PFC) in distributed power system is proposed. A simple auxiliary circuit provides zero-voltage-switching(ZVS) condition to all semiconductor devices without imposing additional voltage and current stresses and loss of PWM capability. The proposed boost converter provides both input power factor correction and direct conversion from $110{\sim}220VAC$ line to 300VDC bus with single power stage. Operational principle, analysis of the proposed converter are described and verified by computer simulation and experimental results from a 1.5 kW, 80 kHz laboratory prototype.
In this paper, first, a linearized modeling of a phase shift full-bridge converter used in chargers of electric vehicles is derived by using state-space approach and transfer functions from the duty ratio to output voltage and the inductor current are also verified. second, control systems for the output voltage and the inductor current are designed using the root locus technique. It is illustrated by experimental results that the control performance on the output variables is satisfied with the designed digital control system based on a automobile qualified 32-bit microcontroller.
The two-transformer full bridge (TTFB) PWM converter has two transformers which act as the output inductor as well as the main transformer, i.e. as the forward and the flyback transformer. Although the doubled leakage inductor of the TTFB makes it easier to achieve the zero-voltage switching (ZVS) of the lagging leg switch along the wide load range, it instigates a serious voltage ringing in the secondary rectifier diodes, which would require the dissipative snubber circuit, cause the serious power dissipation, and increase the voltage stress across those diodes. To overcome these problems, a, new lossless diode-clamp rectifier (LDCR) is employed as the output rectifier, which helps the voltage across rectifier diodes to be clamped on a half the output voltage $(V_o/2)$ or the output voltage $(V_o)$. Therefore, no dissipative snubber for rectifier diodes is needed and a high efficiency as well as low noise output voltage can be realized. The operations, analysis and design consideration of proposed converter are presented in this paper. To verify the validity of the proposed converter, experimental results from a 425W, 385-170Vdc prototype for the plasma display panel (PDP) sustaining power module (PSPM) are presented.
포항가속기 연구소의 선형가속기에는 22개의 솔레노이드 전자석, 16개의 사극전자석 그리고 전자빔의 궤도 조절을 위한 16개의 2극 전자석이 있다. 선형가속기의 빔을 저장링으로 공급해주는 빔 전송선에는 22개의 사극전자석과 13개의 빔 궤도 조절용 이극 전자석이 있다. 전자빔의 정밀 제어를 위하여 전자석의 전원장치는 출력전류 분해능은 16bit 이상이고 출력전류의 안정도는 최대출력에 대하여 ${\pm}50ppm$ 이하의 고정밀 고안정도가 요구된다. 이를 위하여 풀-브릿지 4상한 DC/DC 컨버터를 이용한 전자석전원장치를 개발 하였다. 전원장치의 입력전압 직류 40V이고 출력전류는 단방향 전원장치는 최대 50A/50V 이고 양방향 전원장치는 ${\pm}20A/20V$이다. 스위칭 주파수는 50 kHz이다. 전원장치의 출력부에 필터가 없으면 출력전류에는 스윗칭과 관련된 주파수 성분이 포함 되고 전자빔은 이들 주파수 성분에 대하여 영향을 받게 된다. 이러한 이유로 출력 필터의 cut-off 주파수는 5 kHz 이하가 되어야 한다. 본 논문에서는 고정밀 고안정 스윗칭 전자석전원장치를 위한 출력필터의 설계, 제작 그리고 이를 적용한 전자석전원장치에 대하여 논의 하고자 한다.
최근 FPD 산업에서 물류이송장비의 전원장치로 비접촉 전원장치에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 양산 라인에 적용되고 있는 물류장비의 비접촉 전원장치는 주로 직선구간을 왕복하고, 이송대차가 한 대인 경우에 적용하고 있다. 그러나 곡선 구간과 이송대차가 다수인 경우의 물류이송장비에는 적합하지 않다. 따라서 본 논문은 직 곡선 구간이 혼용되어진 구조이고, 이송대차가 한 대 이상으로 구동되는 물류이송장비의 비접촉 전원장치 시작품에 적용하였고, 적용된 비접촉 전원장치의 회로 구조는 풀 브릿지 구조를 갖는 직 병렬 공진 DC/DC 컨버터 회로로 하여 회로해석, 제어방법, 특성평가, 실험을 통한 적용 가능성에 대한 연구를 행하였다. 또한 비접촉 전원장치의 전체 제어는 1차측 전원공급장치에 일정한 공진전류를 제어하기 위해 듀티 제어를 사용하였고, 2차측 전원공급장치의 출력전압을 일정하게 유지하기 위해 다수의 이송대차가 자체 제어를 하도록 구성하였다. 실제 2대의 이송대차를 제작하여 직 곡선 구간을 구성하고, 물류이송장비를 운용하여 양호한 특성으로 적용 가능함을 알 수 있었다.
본 논문은 농업용 전기차량의 전기식 동력인출장치용 전력변환시스템에 대해 제안한다. 대부분의 전기식 동력인출장치(Electric Power Take-Off : e-PTO)는 상용전원 $220V_{AC}$를 사용한다. 농업용 전기차량의 낮은 배터리 전압을 사용하여 높은 출력 전압을 공급하기 위한 DC-DC 컨버터와 DC-AC 인버터로 구성된 2단 구조를 갖는 양방향 전력변환시스템이 적합하다. 제안하는 전력변환시스템은 1단의 Dual Active Bridge(DAB)컨버터와 2단의 양방향 풀 브릿지 인버터로 구성된다. 또한, 초기 구동시 DC 버스단 커패시터 충전에 의해 발생되는 돌입 전류 저감을 위해 소프트 스타트 알고리즘을 제안한다. 3kW급 전력변환시스템 시제품 및 알고리즘을 구현하고 실험을 통해서 실용성을 입증하였다.
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.
본 논문은 고주파 전원에 사용되는 풀 브릿지 부하 병렬형 고주파 공진 인버터 회로를 연구대상으로 하고 출력제어기법으로는 펄스 주파수 변조(PFM, 펄스 폭 변조(PWM) 그리고 펄스 위상 변화(Phase-Shift)잎 경우를 비교 검토하였다. 회로의 해석은 정규화 파라메타를 도입하여 범용성 있게 기술하였고, 인버터 특성은 3가지 구동신호패턴에 의한 스위칭 주파수($\mu$), 펄스폭($\theta$d), Phase-Shift의 위상차각($\phi$)의 변화와 제 파라메타에 따라 특성 평가를 행하였다. 실험을 통해 이론해석의 타당성을 검증하였다. 향후, 3가지의 구동신호제어기법에 의한 특성들은 유도가열 응용, DC-DC 컨버터 등의 전원 시스템의 출력제어 시에 유용한 자료로 제공될 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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