This paper presents a single phase high power factor PWM boost rectifier featuring soft commutat -ion of the active switches at zero current. It incorporates the most desirable properties of conventional PWM and soft switching resonant techniques. The input current shaping is achieved with average current mode control and continuous inductor current mode. This new PWM converter provides zero current turn on and turn off of the active switches, and it is suitable for high power applications employing IGBT's. The principle of operation, the theoretical analysis, a design example, and experi -mental results from a laboratory prototype rated at 1.6[kW] with 400[Vdc] output voltage are presented. The measured efficiency and the power factor were 96.2[%] and 0.99[%], respectively, with an input current THD equal to 3.94[%], for an input voltage with THD equal to 3.8[%], at rated load.
This paper presents a 1.6[kW]class single phase high power factor(HPF) pulse width modulation(PWM) boost rectifier featuring soft commutation of the active switches at zero current. It incorporates the most desirable properties of conventional PWM and soft switching resonant techniques. The input current shaping is achieved with average current mode control and continuous inductor current mode. This new PWM converter provides zero current turn on and turn off of the active switches, and it is suitable for high power applications employing insulated gate bipolar transistors(IGBT'S). The principle of operation, the theoretical analysis, a design example, and experimental results from laboratory prototype rated at 1.6[kW] with 400[Vdc] output voltage are presented. The measured efficiency and the power factor were 96.2[%] and 0.99[%], respectively, with an input current Total Harmonic Distortion(THD) equal to 3.94[%], for an input voltage with THD equal to 3.8[%], at rated load.
본 논문에서는 새로운 연료전지용 3상 전류형 능동클램프 DC-DC 컨버터를 제안한다. 전류형 컨버터 구조에 능동클램프 회로를 채용하여 과도기에 발생하는 서지전압을 저감하였고 모든 스위치에서 영전압 스위칭을 하며, 그 장점으로 : 연속적인 입력전류, 전압 오버슈트 제거, 영전압 턴 온 스위칭, 고주파 변압기 1차/2차 측에 부가적인 스너버 회로의 필요성 제거, 소프트 스위칭에 의한 저속 다이오드 적용 등이 있다. 더구나 대용량 발전 시스템에 적합하도록 전류형 컨버터 구조와 3상 전력변환 회로를 결합하였다. 3상 전력변환 적용의 장점은 : 입력전류 및 출력전압 주파수의 3배 증가, 스위치에 흐르는 RMS 전류 저감, 필터소자 용량 및 부피 감소, 고주파 변압기 이용률 증가, 단순화된 전력회로에 따른 전체 크기 축소 및 신뢰성 향상 등이 있다. 제안하는 3상 전류형 능동 클램프 DC-DC 컨버터는 이러한 장점들 때문에 발전용 연료전지 시스템의 승압형 DC-DC 컨버터에 적합하며 대용량 태양전지 발전 시스템 및 배터리 충전기 등에도 적용할 수 있다. 새로운 3상 DC-DC 컨버터와 3상 PWM 알고리즘을 제안하며, 시뮬레이션과 프로토타입의 제작 및 실험을 통하여 그 성능을 평가 및 확인하였다.
This paper is a record of the study on a high efficiency and high power chopper based on the new soft switching method QRAS (Quasi~resonant Regenerating Active Snubber) designed for a Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV). This power chopper is basically proposed for 25kHz soft switching. To confirm the practicality and effectiveness of the converter, the fabrication of a prototype-model using IGBTs was completed. Additionally, a 8kW rating test, a light load test, a current discontinuous mode test and a stable operation resonance test was completed. The circuit geometry, the basic operation, and the 8kW one-tenth-prototype test results are reported with a $97.5\%$ efficiency measurement.
This paper proposes a new pair of Active Snubber Cells (ASCs) which can fully provide soft switching for a Floating-output Double Boost Converter (FDBC). Besides that, the introduced ASCs are applicable for all basic DC-DC converters. Main switches of the FDBC turn on and off with ZVS. However, the main diodes are ZCS turned off. Furthermore Snubber switches are turned on and off with ZCS and ZVS respectively. It worthy to mention also that the soft switching for snubber diodes of the presented cells is achieved. A 1.5kW, 100kHz prototype of the FDBC with the proposed ASCs was built and evaluated; and the maximum attained efficiency is 97.3%.
In this paper, we firstly proposed to the boost type PFC circuit for a power factor improving and a harmonic decreasing. The predict current control method is used to control these PFC circuit. This current control method has a merit that is possible to improve power factor and harmonics. In addition, we suggested to the active DC filter, which is connected with the DC output terminal, in order to compensate the DC ripple components. Consequently, these results are proved by the simulation tool, PSIM, which is an exclusive simulator of power electronics.
In this paper, a low-cost single-phase PWM rectifier with small DC-link capacitors is proposed, where a buck-boost converter with a low power rating is added at the DC link. By controlling the auxiliary circuit so as to absorb the voltage ripple in the DC link, the second-order voltage ripple in DC-link capacitor can be reduced significantly. Therefore, a small film capacitor can be utilized to replace the bulky electrolytic capacitors. The simulation results are shown to verify the validity of the proposed method.
It this paper, a single-phase high power factor rectifier with low-enery requirements for filtering elements is proposed. By switching control, the current containing the 3rd-hamonic component is to flow into the rectifier. Properly selecting the amplitude of the 3rd-hamonic component, it is possible to reduce the stored energy in the rectifier. Boost converter is used for power-factor control while active filter absorbs the 3rd-hamonic component. Simulation results are presented to show low stored energy of the proposed rectifier.
Park, Chang-Byung;Choi, Bo-Hwan;Cheon, Jun-Pil;Rim, Chun-Taek
Journal of Power Electronics
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제14권2호
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pp.226-236
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2014
A new active LED driver with high power factor (PF) and low total harmonic distortion (THD) compatible with a rapid-start ballast is proposed. An LC input filter is attached to the ballast to increase PF and reduce THD. A boost converter is then installed to regulate the LED current, where an unstable operating region has been newly identified. The unstable region is successfully stabilized by feedback control with two zeroes. The extremely high overall system of the 10th order is completely analyzed by the newly introduced phasor transformed circuits in static and dynamic analyses. Although a small DC capacitor is utilized, the flicker percentage of the LED is drastically mitigated to 1% by the fast controller. The proposed LED driver that employs a simple controller with a start-up circuit is verified by extensive experiments whose results are in good agreement with the design.
A new low conduction loss, low cost zero-voltage-transition power factor correction circuit(PFC) is presented. Conventional PFC which consists of a bridge diode and a boost converter(one switch) always has three semiconductor conduction drops. Two switch type PFCs reduces conduction loss by reducing one conduction drop but the cost is increased because of increased number of active switches. The proposed PFC reduces conduction loss with one switch, which allows low cost. Conduction loss improvement is a little bit less than that of two switch type, but very close up. Operation and features are comparatively illustrated and verified by simulation and experimental results of 1 kW laboratory prototype.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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