• 제목/요약/키워드: DC power

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A Novel Prototype of Duty Cycle Controlled Soft-Switching Half-Bridge DC-DC Converter with Input DC Rail Active Quasi Resonant Snubbers Assisted by High Frequency Planar Transformer

  • Fathy, Khairy;Morimoto, Keiki;Suh, Ki-Young;Kwon, Soon-Kurl;Nakaoka, Mutsuo
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제2권1호
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    • pp.89-97
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    • 2007
  • This paper presents a new circuit topology of active edge resonant snubbers assisted half-bridge soft switching PWM inverter type DC-DC high power converter for DC bus feeding power plants. The proposed DC-DC power converter is composed of a typical voltage source-fed half-bridge high frequency PWM inverter with a high frequency planar transformer link in addition to input DC busline side power semiconductor switching devices for PWM control scheme and parallel capacitive lossless snubbers. The operating principle of the new DC-DC converter treated here is described by using switching mode equivalent circuits, together with its unique features. All the active power switches in the half-bridge arms and input DC buslines can achieve ZCS turn-on and ZVS turn-off commutation transitions. The total turn-off switching losses of the power switches can be significantly reduced. As a result, a high switching frequency IGBTs can be actually selected in the frequency range of 60 kHz under the principle of soft switching. The performance evaluations of the experimental setup are illustrated practically. The effectiveness of this new converter topology is proved for such low voltage and large current DC-DC power supplies as DC bus feeding from a practical point of view.

Feasibility Study of Tapped Inductor Filter Assisted Soft-Switching PWM DC-DC Power Converter

  • Moisseev S.;Sato S;Hamada S;Wakaoka M
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2003년도 춘계전력전자학술대회 논문집(1)
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    • pp.231-234
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    • 2003
  • This paper presents a novel high frequency transformer linked full-bridge type soft-switching phase-shift PWM control scheme DC-DC power converter, which can be used as power conditioner fur small-scale fuel cell power generation system. Using full-bridge soft-switching DC-DC converter topology makes possible to use low voltage high performance MOSFETs to achieve high efficiency of the power conditioner. A tapped inductor filter is implemented in the proposed soft-switching converter topology to achieve soft-switching PWM constant high frequency operation for a wide load variation range. to minimize circulating and idling currents without using additional resonant circuit and auxiliary power switching devices. The practical effectiveness of the proposed soft-switching DC-DC converter is verified in laboratory level experiment with 1 kW 100kHz breadboard setup using power MOSFETs. Actual efficiency of 94-96$\%$ is obtained for the wide load range

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위상 천이 소프트 스위칭 PWM DC-DC 컨버터를 이용한 방전등 구동용 직류 전원장치 (DC Power Supply Driving Discharge Lamp Using PWM DC-DC Converter of Single- Phase Shift Soft Switching)

  • 이현우;정상화;권순걸;서기영
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.100-106
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    • 2005
  • 일반적으로 자외선(UV)을 발생하기 위한 방전등 구동용 직류 전원장치는 하드 스위칭 모드로 동작되어지는 고주파 스위칭 DC-DC 컨버터가 사용되고 있다. 구체적으로 전원장치는 전자 노이즈 장해에 의한 전자 회로의 오동작이나 각 구성 소자의 발열의 문제 등이 시스템의 신뢰성을 저하시키는 원인이 되고 있다. 그러므로 본 논문에서는 소프트 스위칭 회로 기술을 사용한 고주파 링크 DC-DC 컨버터로서 먼저 구체적으로 1차측 위상 천이 PWM DC-DC 컨버터와 제안한 2차측 위상 천이 PWM DC-DC 컨버터를 조합하여 방전등 구동용 직류 전원장치를 제안하였다. 제안하는 방전등 구동용 직류 전원장치는 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 서술하였다.

모듈형 계통연계 태양광 PCS (Modular Line-connected Photovoltaic PCS)

  • 서현우;권청민;김응호;권봉환
    • 전력전자학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.119-127
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    • 2008
  • 본 논문에서는 모듈형 계통연계 태양광 PCS (photovoltaic power conditioning system)를 제안하였다. 능동-클램프 회로와 듀얼 직렬-공진 정류 회로를 이용하여 높은 입출력 전압 비를 효과적으로 구현하고 효율을 높인 승압형 DC-DC 컨버터를 제안하였다. 최대 전력점 추종 특성을 개선한 IncCond (incremental conductance) 방식의 MPPT (maximum power point tracking) 알고리즘을 사용하였다. 이 때 DC 전류 센서를 사용하지 않고 태양전지 모듈 (PV module)의 전류를 예측한다. 선형화 기법을 사용한 출력 전류 제어기로 인버터를 제어하여 단위 역률을 실현하였다. 모든 알고리즘과 제어기를 하나의 마이크로컨트롤러로 구현하고 제안된 DC-DC 컨버터와 제어기의 우수성을 실험을 통해 검증하였다.

LC필터가 없는 고역율 3상 AC-DC 컨버터 (High Power Factor 3-Phase AC-DC Converter without LC Filter)

  • 남징락
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.1894-1898
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    • 2007
  • 본 연구는 산업체에서 널리 사용되어지고 있는 기존의 3상 AC-DC 컨버터에서 무게와 부피를 획기적으로 줄일 수 있는 고역율 3상 AC-DC컨버터를 제안하였다. 제안된 고역율 3상 AC-DC 컨버터는 LC 필터를 제거 한 상태에서 효율성과 다탕성을 검증함으로써 경량화는 물론 저 비용을 실현할 수 있게 된다. 또한 LC 필터를 제거하였음에도 불구하고 성능 면에서 볼 때 기존의 AC-DC 컨버터와 비슷한 성능을 얻을 수 있으므로 고전력 밀도 및 고역율이 요구되는 항공 우주 분야에 응용이 가능해 질 것으로 기대된다.

직류시스템 해석을 위한 조류계산 알고리즘에 관한 연구 (A Study on Power Flow Calculation Algorithm for DC System Analysis)

  • 한정훈;김홍주;조진태;조윤성
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.738-741
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    • 2018
  • DC전원(신재생에너지, 직류기반 디지털기기) 및 DC부하가 늘어나면서 기존 계통에서의 불필요한 변환과정이 발생한다. 이러한 문제 때문에 최근 직류배전시스템의 관심이 증가하고 있다. 직류배전시스템이란 처음부터 DC로 전원을 공급하는 방식으로 불필요한 변환과정이 줄어들어 전력손실이 높아지게 된다. 뿐만 아니라 안정적으로 전력을 공급해주고, 전자파로부터 인체를 보호해주는 장점이 있다. 직류배전시스템의 중요도가 높아짐에 따라 직류계통의 조류해석도 필요하다. 본 논문에서는 컨버터의 제어방식에 대하여 간단하게 서술하고, DC 조류계산 방식에 대하여 서술하였다. 마지막으로 MATLAB과 DC 조류를 해석할 수 있는 툴인 ETAP의 시뮬레이션 결과를 비교하였다.

소형 대공 추적레이다용 전원공급기 개발 (Development of Power Supply for Small Anti-air Tracking Radar)

  • 김홍락;김윤진;이원영;우선걸;김광희
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.119-125
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    • 2022
  • 소형 대공 추적레이다용 전원공급기는 시스템이 잡음의 영향 없이 빠르고 안정적으로 전원을 공급받을 수 있도록 해야 한다. 이를 위하여 신뢰성 있는 전원변환을 위하여 DC-DC 변환기를 많이 적용한다. 또한 DC-DC 변환기의 스위칭 주파수 노이즈가 시스템의 탐지 추적 성능에 영향을 줄 수 있는 False Alarm 과 Ghost 를 유발하지 않도록 해야 하며, 추적 레이다가 동작중 실시간으로 전원을 모니터링 할 수 있는 점검 기능을 보유하고 있어야 한다. 본 연구에서는 소형 대공 추적 레이다에 적용하기 위하여 +28VDC 입력을 받아서 최대 출력 𐩒𐩒𐩒 W, 효율 80% 이상(@100%부하), 출력 전원 6개의 다중 출력 스위칭 전원공급기를 개발하였고 효율 80% 이상을 달성하기 위하여 전력이 큰 출력에 대해서는 DC-DC 변환기를 적용하였고 나머지 소전력 출력에 대해서는 출력 전류 및 노이즈를 고려하여 리니어 레귤레이터를 적용하여 설계 제작하여 시험 결과 100% 부하조건에서 85%의 우수한 효율 특성을 확인하였다.

A Novel Quasi-Resonant Snubber-Assisted ZCS-PWM DC-DC Converter with High Frequency Link

  • Fathy, Khairy;Kwon, Soon-Kurl
    • Journal of Power Electronics
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    • 제7권2호
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    • pp.124-131
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    • 2007
  • In this paper, a novel type of auxiliary switched capacitor assisted edge resonant soft switching PWM resonant DC-DC converter with two simple auxiliary commutation lossless inductor snubbers is presented. The operation principle of this converter is described using the switching mode equivalent circuits. This newly developed multi resonant DC-DC converter can regulate its DC output AC power under a principle of constant frequency edge-resonant soft switching commutation by an asymmetrical PWM duty cycle control scheme. The high frequency power regulation and actual power characteristics of the proposed soft switching PWM resonant DC-DC converter are evaluated and discussed. The operating performances of the newly proposed soft switching inverter are represented based on simulation results from an applications point of view.

DC 차단기의 하이브리드 아크 소호 기법에 관한 연구 (A Study on the Hybrid Arc Extinguishing Mechanism of the DC Circuit Breaker)

  • 주남규;김남호
    • 한국항행학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.250-256
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    • 2015
  • 손쉬운 제어성, 운용성 등 다양한 이유로 디지털 부하가 급증하고 있고 이와 함께 부하의 소비 패턴은 직류화 되고 있다. 그러나 공급되는 전력은 교류 전원이므로 실질적으로 필요로 하는 부하의 공급 전원인 직류 전원을 만족하기 위하여 교류 전원을 다시 직류로 변환하여 사용하고 있다. 태양광, 풍력, 연료전지 등 신재생 에너지원의 경우 직류 발전을 하는 발전원으로 교류로 변환을 통해 계통에 유입되고 다시 직류로 변환되어 부하에 공급하게 되는 다단 변환을 하게 되어 손실은 지속적으로 증가하게 된다. 에너지원의 효율적인 사용을 위한 직류 기반의 배전 시스템이 필요로 하나, 부하뿐만 아니라 보호 기능을 구현하기 위한 직류 배선용 차단기의 개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 영구 자석을 이용한 아크 소호 기술과 하이브리드 아크 소호 기술을 이용한 직류 아크 소호 기술에 대한 연구를 통하여 안정적인 직류 배전 시스템 운용을 위한 계통 및 기기 보호가 가능할 것으로 기대된다.

넓은 입력 전압 범위와 감소된 스트레스 전압 기능성을 갖는 새로운 승압형 멀티레벨 DC-DC 컨버터 (A New Multi Level High Gain Boost DC-DC Converter with Wide Input Voltage Range and Reduced Stress Voltage Capability)

  • 이바둘라예브 안바르;박성준
    • 전력전자학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.133-141
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    • 2020
  • The use of high-gain-voltage step-up converters for distributed power generation systems is being popularized because of the need for new energy generation and power conversion technologies. In this study, a new constructed high-gain-boost DC-DC converter was proposed to coordinate low voltage output DC sources, such as PV or fuel cell systems, with high DC bus (380 V) lines. Compared with traditional boost DC-DC converters, the proposed converter can create higher gain and has wider input voltage range and lower voltage stress for power semiconductors and passive elements. Moreover, the proposed topology produces multilevel DC voltage output, which is the main advantage of the proposed topology. Steady-state analysis in continuous conduction mode of the proposed converter is discussed in detail. The practicability of the proposed DC-DC converter is presented by experimental results with a 300 W prototype converter.