Consideration for parallel operation in a high power system has been increased due to the advantages of parallel operation like as high productivity, simplicity of design, and redundancy of power. This paper discussed the parallel operation of DC-DC Converter, Which Can be used as a high power system, is studied. Based on the small signal model of DC-DC Converter, the simple and exact power stage model of parallel operation system is derived and the parallel operation system using current balance method for the uniform current distribution among the parallel operation system is discussed. To verify the high performance of the proposed DC-DC converter system for parallel operation, the simulation test of the parallel operation, which has 2 Converter modules, is accomplished.
높은 생산성, 시스템 설계의 단순화 및 미래 확장에 대비한 여분의 전원 확보 등의 병렬운전 방법의 장점으로 인해 대전력 전원장치에 있어 컨버터 시스템의 병렬운전에 대한 요구가 점점 증가되어 왔다. DC-DC 컨버터의 소신호 모델을 토대로 하여, 병렬운전 시스템의 모델을 제안하였으며 각 컨버터 모듈간의 균일한 전류분배를 위해 제안된 균등 전류 분배법을 사용한 병렬운전 시스템에 대하여 논의하였다. 모의실험 프로그램을 사용하여, 서로 특성이 다른 컨버터 모듈로 구성된 병렬운전 시스템에서 마스터와 슬레이브 모듈의 위치가 자동적으로 변하면서 전류분배 오차는 제한 값 이내로 유지됨을 확인하였다. 병렬운전을 위한 제안된 컨버터 시스템의 운전 특성을 확인하기 위하여 1[kW]의 DC-DC 컨버터 모듈 2대를 제작 실험하였으며 모의실험 결과는 과도특성 및 기동특성에 있어 실험 결과와 잘 일치됨을 확인하였다.
This paper presents development of 6kw ZVS(Zero Voltage Switching) boost converter by 4-parallel operation. To realize a high capacity converter with 6 kw, 4-parallel operation of 1.5kW unit module is proposed in this paper. To meet high ratio input to output voltage, isolated type booster converter is designed. To achieve ZVS operation of 4-switches of full bridge and protect a voltage overshoot caused by switch turn-off, simple active-clamp circuit is applied to the primary side. For parallel operation of 4-modules, master-slave control method is proposed to achieve input current sharing of 4-unit converter modules accurately. For performance tests, simulation is carried out. Also, load and experimental tests of the developed booster converter, 230Vdc/6kW, are carried out under various conditions. For field tests, the developed converter is applied for boosting a battery power to high DC_link voltage for a VSI inverter which starts a micro-turbine(MT) installed in vehicle and it's performance is verified through high speed motoring a MT up to tens of thousands of rpm.
A large power fuel cell generation system needs a parallel operation of de-de boost converter. Therefore, this paper proposed parallel operation algorithms of de-de boost converters for the large scale fuel cell generation system of 250[kW] and the operating principle along with the control method in detail. This paper uses a maximum current sharing method as a parallel operation method and also the phase shift full bridge de-de converter as a de-de boost converter. Simulation and experimental results on two prototype converter modules of 500W show that the parallel operation method can be applied to the 250[kW] power converter.
본 논문에서는 동적 전류분담 인덕터를 이용한 ZVT 풀 브리지 DC/DC 컨버터의 병렬운전 특성을 해석하였다. 기존의 경우 CT(Current Transformer)를 사용하여 각 단위 컨버터 전류의 크기를 감지하여, 제어회로에서 각 컨버터에 균등한 전류 배분을 하는 방법을 사용하였으나, 본 연구에서는 동적 전류분담 인덕터를 사용함으로써 병렬운전하는 두 대의 풀 브리지 컨버터의 전류분배를 위한 제어회로를 비교적 단순하게 하였다. 동시에 ZVT회로를 이용하여 컨버터의 효율을 향상시켰으며 스위칭소자로서 IGBT를 사용하여 2[㎾]급 시작품을 제작, 50[KHz]에서 실험하였다.
In this paper, Parallel operation of two DC-DC converters which we have ever done before need two CTs to do load current sharing. However, we have proposed a new method called ZCT method that can share load current with only a CT as doing parallel operation two converters with same converter capacity. To confirm parallel performance by a proposed DC-DC converter parallel operation method, we have done computer simulation and experiment. It is certain that we have showed to achieve two converters current sharing performance efficiently through simulation and experiment at result.
The redundant operation of a parallel AC to DC converter via a serial communication bus is presented. The proposed system consists of three isolated CUK power factor correction modules. The controller for each converter is a dsPIC30F6010 microcontroller while a RS485 communication bus and the clock signal are used for synchronizing the data communication. The control strategy of the redundant operation relies on the communication of information among each of the modules, which communicate via a RS485 serial bus. This information is received from the communication checks of the converter module connected to the system to share the load current. Performance evaluations were conducted through experimentation on a three-module parallel-connected prototype, with a 578W load and a -48V dc output voltage. The proposed system has achieved the following: the current sharing is quite good, both the transient response and the steady state. The converter modules can perform the current sharing immediately, when a fault is found in another converter module. In addition, the transient response occurs in the system, and the output voltages are at their minimum overshoot and undershoot. Finally, the proposed system has a relatively simple implementation for the redundant operation.
Recently, demand for technology for energy economy and stable supply is increasing due to the increase in power demand of loads. The amount of DC power generation using new and renewable energy is noticeably increasing, and the use of DC power supplies is also increasing due to the increase in electric vehicles and digital loads. During parallel operation to increase the capacity of the power converter, the module bus method or the method using Can communication and serial communication has significant difficulties in smooth operation due to communication time delay for information sharing. Synchronization of information sharing of each power converter is essential for smooth parallel operation, and minimization of communication time delay is urgently needed as a way to overcome this problem. In this paper, a new communication method using pulse width information is proposed as a communication method specialized for parallel operation of power converters to compensate for the disadvantage of communication transmission delay in the existing system. The proposed communication method has the advantage of being easily implemented using the PWM and Capture function of the microcomputer. In addition, the DC/DC converter for DC distribution was verified through simulation and experiment, and it has the advantage of easy capacity expansion when applied to parallel operation of various types of power converters as well as DC/DC converters.
An urban railway power substation consists of three thyristor dual converters. Two converters are connected to up and down trolley line to supply the electric energy or feed the regenerative energy back to the distribution. When the two converters break down, the remaining converter is used in an emergency. One thyristor dual converter system (TDCS) manages the energy of two or three railway stations. If the TDCS fails, the trains stop operating. To solve the problem, this paper proposes the three parallel operation control algorithm of thyristor dual converter system using the emergency converter. The broken TDCS can be replaced by the emergency converter in other TDCS. The effectiveness of this proposed control is verified by simulation.
This paper presents parallel operation of ZVT(Zero Voltage Transition) Full Bridge Converter with Dynamic Current Shared Inductor. In the conventional method, CT(Current Transformer) have been used to share the load current equally with converters. In this system, at parallel operation of ZVT Full Bridge Converter, dynamic current shared inductor divides the same current of unit converter and ZVT circuit aids to high efficiency. This method which is proposed to compare in the conventional method will do simple control circuit. To show the superiority of this converter is verified through the experiment with a 2kW, 50kHz prototype converter.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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