In this paper, a novel 10kV, 50A, 50kHz pulsed power supply based on IGBT stacks is proposed. Proposed scheme consists of series connected 12 IGBT to generate maximum 10kV output pulse and 10kW full bridge phase-shifted zero voltage switching converter to charge DC capacitor voltage. Each IGBTs are sustain the 830V of capacitor voltage at turn off interval. By turn on the each IGBT for the same time it gives the path for the series connection of charged capacitor. From above turn on and off procedure, high voltage repetitive pulse is applied to the load. The synchronization of gating signal is important of series operation of IGBTs. For gating signal synchronization, specially designed gate power circuit using full bridge inverter and pulse transformer is developed to generate IGBT gating signal.
This paper proposes a low voltage high current LLC resonant converter for Green PC. Green PC is composed of a lot of blade PCs, and it is a centralized system to manage them in computer center. Green PC should require that its power supplies have several characteristics such as low output voltage, high output current, and high power conversion efficiency. Conventional PSFB (Phase Shift Full Bridge) converter is usually used as DC/DC converter for computer power supply because it has high power conversion efficiency thanks to ZVS (Zero Voltage Switching) operation under middle and high load conditions. However, this converter has some problems such as large switching noise and limitation of ZVS operation under light load condition. In order to improve the performance of power supply for Green PC, a new power supply using popular high efficiency LLC resonant converter for low voltage and high current application is proposed in this paper. The proposed power supply has ZVS capability over the entire load range, thus resulting in good efficiency and high switching frequency. Experimental results verify the performance of the proposed power supply for Green PC using 2[kW] (19[V], 105[A]) rated prototype converter.
When ICP(Inductive Coupled Plasma type etching and wafer manufacturing is being processed in semiconductor process, a noxious gas in PFC and CFC system is generated. Gas cleaning dry scrubber is to remove this noxious gas. This paper describes a power source device, 2MHz switching frequency class 2kW RF Generator, used as a main power source of the gas cleaning dry scrubber. The power stage of DC/DC converter is consist of full bridge type converter with 100kHz switching frequency Power amplifier is push pull type inverter with 2MHz switching frequency, and transmission line transformer. The adequacy of the circuit type and the reliability of generating plasma in various load conditions are verified through 50$\Omega$ dummy load and chamber experiments result.
Recently, a power supply system of the telecommunication equipments with monitoring function has been widely studied. In the power supply system which is apart from the central station, it is required to check and test the operating states of the system at the central station. In this paper, the power supply system with monitoring function is discussed. In the system, the Full-Bridge converter is designed as a power supply and it has the ratings of DC 280-340V input and DC 48V, 480W output. And the monitoring part of the system is composed of a voltage and current sensing unit A/D converter, I/O card, and a personal computer. The operating states of the system is monitored by checking the voltage and current variation at input and output, and it is represented by graphical modes. By conducting the experiment, it is confirmed that the operating states of the system is well monitored.
Recently, a fuel cell is remarkable for new generation system. The fuel cell generation system converts the chemical energy of a fuel directly into electrical energy. The fuel cell generation is characterized by low voltage and high current. For connecting to utility, it needs both a step up converter and an inverter. The step up converter makes DC link and the inverter changes D.C to A.C. In this paper, full bridge converter and the single phase inverter are designed and installed for fuel cell. Simulation and experiment verify that fuel cell generation system could be applied for the distributed generation.
A high-efficiency method is proposed to suppress magnetic core imbalance in phase-shifted full-bridge (PSFB) converters. Compared with conventional solutions, such as controlling peak current mode (PCM) or adding DC blocking capacitance, the proposed method has several advantages, such as lower power loss and smaller size, because the additional current sensor or blocking capacitor is removed. A time domain model of the secondary side is built to analyze the relationship between transformer core imbalance and cathode voltage of secondary side rectifiers. An approximate control algorithm is designed to achieve asymmetric phase control, which reduces the effects of imbalance. A 60 V/15 A prototype is built to verify the proposed method. Experimental results show that the numerical difference of primary side peak currents between two adjacent cycles is suppressed from 2 A to approximately 0 A. Meanwhile, compared with the PCM solution, the efficiency of the PSFB converter is slightly improved from 93% to 93.2%.
현재 지구 환경 오염에 관한 관심이 증가하면서, 공해가 없는 자연 에너지원에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 그 중에서도 태양전지 분야중 염료감응형 태양전지(DSC)는 Si계 태양전지와 비교하여 낮은 제조비용등 여러 가지 이유로 최근 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 DSC 발전 시스템의 효율 향상이 요구된다. 본 연구에서는 태양전지 분야 중에서 독립적인 발전설비가 필요한 도서 및 산간 지역에 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 소형발전용의 설비로 "전압 및 전류의 피드백을 통한 DSC Cell의 독립전원의 안정화"에 관해 연구하였다. DSC Cell측의 DC입력을 받아 Boost Converter로 승압 후 Full Bridge 인버터를 사용하여 단상 220V 60Hz의 상용전원으로 변환하였다. 여기서는 32Bit 마이크로프로세서인 DSP TMS320F2812의 A/D변환기능을 이용하여 Boost Converter의 스위칭과 Full Bridge 인버터의 스위칭을 제어하였다. 특히 TMS320F2812의 RTC(Real Time Clock)를 이용하여 출력전압의 안정성 향상에 주목적을 두었다. 실험결과 출력단에서는 220V 변동범위 0.2% 주파수 60Hz의 상용전원을 얻었으며, 프로그램의 개선을 통하여 출력전압의 변동범위를 감소시켜야 될 것이다.
A bidirectional full-bridge CLLC resonant converter using a digital control method is proposed for a LVDC power distribution system. This converter can operate under high power conversion efficiency since the CLLC resonant network has soft switching capability for primary switches and output rectifiers. In addition, the power conversion efficiency of any directions is exactly the same as each other because of the symmetric structure of the converter. Intelligent digital control methods are proposed to regulate output voltage under any power flow directions. A 5kW prototype converter was designed for a high-frequency galvanic isolation of 380V dc buses using a digital signal processor to verify the performance of the proposed topology and algorithms.
본 연구에서는 연료전지의 전압을 $380[V_{DC}]$로 승압하기 위한 새로운 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 $220[V_{DC}]$로 변환하기 위한 LC필터를 가진 PWM 인버터로 구성된 연료전지용 전력변환장치를 제안하였다. 여기서 기존의 컨버터보다 부품수가 적고 제어가 용이하며, 대용량에 적합한 새로운 DC-DC 컨버터는 2차측에 스위치 $S_5,\;S_6$을 추가로 구성하여 위상천이 폭을 조절함으로써 출력 전력을 제어할 수 있으며, 넓은 출력 전압 조정에서도 $93{\sim}97[%]$의 효율을 얻을 수 있다. 그리고 연료전지와 유사한 출력 특성을 갖는 연료전지 시뮬레이터를 구현하였으며, 적절한 데드 타임 td을 제어하여 고주파 변압기의 여자 전류의 피크값과 고주파 변압기 1차측 전류가 일치하는 부분에서 소프트 스위칭을 실현 시켰다. 또한 직렬 인덕턴스 La를 추가적으로 적절하게 설정하여 2차측의 스위치와 직렬 다이오드에 발생하는 서지 전압과 경부하시에 발생되는 도통 손실을 저감시켰다. 끝으로 TMS320C31보드와 EPLD를 이용한 PWM 스위칭 기법에 의해 동작하는 단상 인버터를 설계, 제작하여 가정용 교류전압 공급에 유용하게 활용할 수 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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