본 논문은 브릿지리스 부스트 PFC 컨버터를 사용한 저용량 단상 단방향 인버터 시스템에 관한 연구이다. 단상 PFC 인버터 시스템의 고효율화를 위해 브릿지리스 부스트 컨버터를 사용하였고 브릿지리스 부스트 컨버터의 CRM 모드로 동작하는 제어기를 제안하였다. 제안된 제어기를 브릿지리스 부스트 PFC 인버터 시스템에 적용하여 시뮬레이션으로 검증하였다.
A highly efficient single-phase/three-phase compatible ac-to-dc converter is proposed and analyzed, which includes three identical single-phase both soft-switched dc-to-dc converter with boost converter as a pre-regulator for input power factor correction (PFC). The proposed converter structure provides a cost reduction and easy implementation of compatibility between single-phase 220V and three-phase 220V/380V with their inputs in delta or wye connections.
산업현장에서의 인터넷환경 및 원격 제어를 위한 시스템 개발에서 신뢰성이 있고 경제적이며 지능적인 Power Supply가 요구되고 있다. 최근 통신시스템의 Power Supply는 수 kA이상의 출력전류를 가지고 있으며 최소 10개 이상의 모듈로 이루어져 있다. High-End 서버 시스템과 같이 수백 개의 마이크로프로세서를 내장한 시스템은 수십 kW의 전력을 소모한다. 이들이 사용하는 Power Supply는 별도의 시스템 제어기와의 통신으로 시스템에서 발생하는 발열, 소모전력, Total Harmonic Distortion (THD)에 대한 정보를 바탕으로 시스템이 갖는 각각의 Module에 대해 효과적이고 신뢰성 있는 전력공급을 하여야 만다. Distributed Power System (DPS)에서 가장 중요만 역할을 담당하는 Power Factor Correction (PFC) AC-DC Converter의 디지털 제어는 시스템 제어기와의 통신능력을 충분히 고려하면서 DPS를 위한 적합한 솔루션을 제공할 것이다. 본 논문에서는 Digital Signal Processor (DSP)를 사용하여 PFC 제어에 필요한 전파정류전압, 입력전류, 출력전압을 계측하여 역률개선과 THD의 저감을 위한 전류의 추종을 제어하면서 이들 제어기에서의 파라미터를 PC를 통해 모니터하여 최근의 추세를 만족시킬 수 있는 시스템을 구현할 수 있을 것으로 사료된다.
This paper presents an IHQRR (Integrated High Quality Rectifier Regulator) BIFRED (Boost Integrated Flyback Rectifier Energy Storage DC-DC) converter fed BLDC (Brushless DC) motor drive. A reduced sensor topology is derived by utilizing a BIFRED converter to operate in a dual DCM (Discontinuous Conduction Mode) thus utilizing a voltage follower approach for the PFC (Power Factor Correction) and voltage control. A new approach for speed control is proposed using a single voltage sensor. The speed of the BLDC motor drive is controlled by varying the DC link voltage of the front end converter. Moreover, fundamental frequency switching of the VSI's (Voltage Source Inverter) switches is used for the electronic commutation of the BLDC motor which reduces the switching losses in the VSI. The proposed drive is designed for a wide range of speed control with an improved power quality at the AC mains which falls within the recommended limits imposed by international power quality standards such as IEC 61000-3-2.
본 논문에서는 F 컨버터의 능동형 PFC 시스템을 구성하고, 진력 변환시 입력 전류를 전원 전압과 동장연 정현파로 제이하는 동시에 출력 전압에 포함되는 고조파 등의 잡음을 제거하고 직류 출력 전압을 제어하기 위한 PWM-PFM 제어 기법을 제시하였다. 부하단에서 필요한 전압과 높은 전력 효율을 얻기 위하여 인버터 단계애서 전류 성형 제어를 실행한 후, 순방향(forward) 컨버터에 의해 다시 직류 전압으로 변환시켜 부하단으로 출력한다. 입력 전압이 30[V]이교 승압 (boost) 인덕터가 1.1[mH]일 때 정격 출력은 전압 50[V], 전류1[A], 듀티비 0.5 이상으로 하여 부하 처항에 따른 전압 변화를 PWM-PFM 제어 기법을 이용하며 제어하였고, 전류 성형 기법을 이용하여 0.93획 역률로 고조파를 감쇠 및 개선하였다.
This paper presents a novel single-stage high frequency resonant DC-DC converter using zero voltage switching with high input power factor. The proposed high frequency resonant converter integrates half-bridge boost rectifier as power factor corrector (PFC) and half-bridge resonant converter into a single stage. The input stage of the half-bridge boost rectifier is working in discontinuous conduction mode(DCM) with constant duty cycle and variable switching frequency. So that a high power factor is achieved naturally. Simulation results through the Pspice have demonstrated the feasibility of the Proposed DC-DC converter. This proposed converter will be able to be practically used as a power supply in various fields as induction heating applications, DC-DC converter etc.
전력전자학회 1998년도 Proceedings ICPE 98 1998 International Conference on Power Electronics
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pp.694-700
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1998
A novel zero-voltage-transition (ZVT) isolated PWM boost converter for single stage power factor correction (PFC) is presented to improve the performance of the previously presented ZVT converter[8]. A simple auxiliary circuit which includes only one active switch provides zero-voltage-switching (ZVS) condition to all semiconductor devices. (Two active switches are required for the previous ZVT converter) This leads to reduced cost and simplified control circuit comparing to the previous ZVT converter. The ZVS is achieved for wide line and load ranges with minimum device voltage and current stresses. Operation principle, control strategy and features of the proposed converter are presented and verified by the experimental results from a 1.5 kW, 100 KHz laboratory prototype.
This study introduces a novel Soft Switching (SS) Pulse Width Modulated (PWM) AC-DC boost converter. In the proposed converter, the main switch is turned on with Zero Voltage Transition (ZVT) and turned off with Zero Current Transition (ZCT). The main diode is turned on with Zero Voltage Switching (ZVS) and turned off with Zero Current Switching (ZCS). The auxiliary switch is turned on and off with ZCS. All auxiliary semiconductor devices are turned on and off with SS. There is no extra current or voltage stress on the main semiconductor devices. The majority of switching energies are transferred to the output by auxiliary transformer. Thus, the current stress of auxiliary switch is significantly reduced. Besides, the proposed converter has simple structure and ease of control due to common ground. The theoretical analysis of the proposed converter is verified by a prototype with 100 kHz switching frequency and 500 W output power. Furthermore, the efficiency of the proposed converter is 98.9% at nominal output power.
본 논문에서는 PFC(Power Factor Correction) 컨버터가 초기 구동시 발생하는 돌입전류를 제어하기 위한 새로운 PFC 컨버터를 제안한다. 기존 Boost 구조를 갖는 PFC 컨버터는 안정적인 출력 전압을 생성하기 위해 출력단에 큰 커패시터가 필수적이지만 방전된 커패시터에 AC 전압이 인가되면 단락 상태가 되어 큰 돌입전류가 발생하게 된다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 기존 PFC 컨버터의 돌입전류 문제점을 파악하고 제안된 PFC 컨버터로 돌입전류를 제어함으로써 안정적인 동작 상태와 효율적인 PFC 컨버터의 타당성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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