A new active lossless snubber for half-bridge dual converter(that is called 'dual converter') is proposed in this paper. It features soft switching(ZVS) as well as turn-off snubbing in both main and auxiliary switches. As it uses parasitic components, such as leakage inductances and switch output capacitances etc, it helps the dual converter to operate at the higher frequency with a higher efficiency and smaller size reactive components. The operational principle, theoretical analysis, and design consideration are presented. To confirm the operation, features and validity of the proposed circuit, simulated results from an 1kW, 24V/DC-250V/DC are presented.
Ibanez, Federico;Vadillo, Javier;Maiza, Miguel Martinez-Iturralde;Echeverria, Jose Martin
Journal of Power Electronics
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제12권2호
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pp.233-241
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2012
This paper presents a design of a 30kW 250V/530V bidirectional DC-DC converter to be used in an electrical car. A detailed explanation of the design is given. The system uses two phase shifted half bridge (boost and buck) topologies to reduce the ripple current in the output capacitor. The converter has an efficiency of 95% at nominal power. It works as a constant voltage in one direction and as a constant current in the other to charge the batteries. Simulations and measurement are done at high power to test the efficiency.
This paper introduces the bidirectional dc-dc converter design case study, which employs silicon-carbide (SiC) MOSFETs for battery energy storage system (BESS). This converter topology is selected as bidirectional synchronous buck converter, which is composed of a half bridge converter, an inductor, and a capacitor, where the converter has less conduction loss than that of a unidirectional buck and boost converter, and to improve the converter efficiency, both the power stage design and power conversion architecture are described in detail. The conduction and switching losses are compared among three different SiC devices in this paper. In addition, the thermal analysis using Maxwell software of each switching device supports the loss analyses, in which both the 2 kW prototype analyses and experimental results show very good agreement.
LED는 다른 광원에 비해 동작수명이 길고, 친환경적이며, 에너지 효율이 높은 장점을 가지고 있다. 최근 LED 기술의 발전으로 인해 고휘도, 고용량의 LED가 개발됨에 따라, 표시장치에만 적용되던 LED를 조명장치에도 적용하는 기술이 확산되고 있다. 파워 LED는 동작의 안정성 및 신뢰성을 확보하기 위해 구동전류를 일정한 값 이하로 유지하는 전류제한기능이 필요한데, 본 논문에서는 전류제한기능을 포함한 하프브리지 LLC 직렬공진형 컨버터를 제안한다. 하프브리지 LLC 직렬공진형 컨버터는 다른 공진형 컨버터에 비해 상대적으로 입력전압 및 출력부하 범위가 광범위한 장점이 있으며, 변압기의 누설인덕턴스를 공진인덕터로 이용할 수 있기 때문에 마그네틱 소자를 줄일 수 있는 장점이 있다. 전류제한기능 및 역률개선기능을 포함하고 있는 출력전압 DC24[V], 200[W]급의 LED 조명장치 구동용 하프브리지 LLC 직렬공진형 컨버터의 설계 및 실험을 통해 타당성을 입증하였다.
본 논문은 기존의 전원분할 기능만을 하는 전해 커패시터 대신에 ZVS, ZCS와 전원분할 및 공진 기능을 동시에 가지며, 분할비를 이용하면 서로 다른 출력특성을 얻을 수 있는 ZVS-HB형 DC-DC 컨버터를 제안하고 있다. 회로의 해석은 전원분할 커패시터의 분할비에 따른 대부분의 특성들을 무차원화 파라미터를 적용하여 범용성 있게 기술하고 있다. 또, Power-MOSFET를 적용한 실험에서 얻은 실험치와 특성해석에서 얻은 이론치를 비교 하여 특성해석의 정당성을 확인하였다.
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 DC to AC. 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. In this paper, the 1.5kW active clamp current-fed full bridge converter employing MOSFETs is operated to discharge the battery whereas a voltage-fed half bridge converter employing IGBTs is operated to charge the battery.
전동차 보조전원장치는 차량에 취부되는 냉난방장치, 형광등, 제어장치 등에 전원을 공급하는 중요한 장치이다. 산업용과는 달리 전동차용 보조전원장치는 내진동, 내노이즈성이 우수해야 한다. 또한, 유지보수가 편리하고 경량화된 장치이어야 한다. 여기서는 전동차용 보조전원장치의 국내외 기술개발 내용과 관련 특허분석을 살펴보고, 이를 통해 국내 기술개발 방향을 제시하고자 하였다. 이를 위해 2014년 2월까지의 한국, 일본, 유럽 및 미국 출원(등록) 공개된 특허를 대상으로 WIPS DB를 이용하여 공개 및 등록된 특허를 대상으로 분석을 수행하였다. 먼저, 전력변환기와 변압기로 대분류한 후, 전력변환기는 공진형 DC/DC 컨버터, 공진형 Half bridge 인버터로 구분하였다. 변압기는 고주파 변압기, 페라이트 변압기, 매칭 변압기로 다시 중분류를 수행하였다. 새로운 전동차의 보조전원장치 기술을 성공적으로 개발하기 위해서는 기존 보조전원장치에 대해 철저한 분석이 이루어져야 한다. 이를 위해, 특허를 활용하여 전동차용 보조전원장치에 대한 기술 동향을 분석하여 기술 발전이 어떻게 이루어져왔는가를 살펴보았다. 본 연구를 통해, 향후 보조전원장치 기술 발전 추세가 어떤 식으로 전개가 진행될 것인가를 예측하였다.
A novel single-stage half-bridge high frequency resonant inverter using ZVS(Zero Voltage Switching) with high input power factor suitable for induction heating applications is presented in this paper. The proposed high frequency resonant Inverter integrates half-bridge boost rectifier as power factor corrector(PFC) and half-bridge resonant inverter 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. Simulation results through the Pspice have demonstrated the feasibility of the proposed inverter. This proposed inverter will be able to be practically used as a power supply in various fields as induction heating applications, DC-DC converter etc.
This paper presents a synchronous rectifier in a LLC half bridge topology. The proposed synchronous rectifier is used to a current driven synchronous rectifier(SR). If FET is driven without dead times. Voltage driven synchronous rectifier may introduce voltage and current surge during the zero dead times. To solve this problem, we propose to use modified current driven synchronous rectifier. Finally, the prototype is built and comparison on the current and voltage driven synchronous rectifier(SR).
본 논문에서는 Two transistor forward(TTF) DC-DC 컨버터의 회로방식에 대한 전력변환 효율특성을 빠르고 효과적인 분석 방법에 대해 보고한 것이다. TTF 컨버터의 회로 구성 소자 중에서 내부 기생저항만을 고려한 등가회로를 유도하고 이상적인 동작 파형을 이용하여 전류의 실효값과 전도손실을 유도하였다. 해석을 간단하게 하기위해서 정상상태 결과로부터 코어 손실은 무시하였으며, 다이오드의 손실과 전도손실 만을 고려하였다. 해석결과의 타당성을 검토하기 위해서 시험용 TTF 컨버터를 구성하여 검증하였다. 입력전압 390V, 출력전압 12V, 최대전력 480W의 조건에서 실험결과와 해석결과와 비교적 잘 일치한다는 것을 본 논문에서 확인 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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