• 제목/요약/키워드: Half-bridge boost converter

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A Single-Stage LED Tube Lamp Driver with Input-Current Shaping for Energy-Efficient Indoor Lighting Applications

  • Cheng, Chun-An;Chang, Chien-Hsuan;Cheng, Hung-Liang;Chung, Tsung-Yuan;Tseng, Ching-Hsien;Tseng, Kuo-Ching
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권4호
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    • pp.1288-1297
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    • 2016
  • This study proposes a single-stage light-emitting diode (LED) tube lamp driver with input-current shaping for T8/T10-type fluorescent lamp replacements. The proposed AC-DC LED driver integrates a dual-boost converter with coupled inductors and a half-bridge series-resonant converter with a bridge rectifier into a single-stage power conversion topology. This paper presents the operational principles and design considerations for one T8-type 18 W-rated LED tube lamp with line input voltages ranging from 100 V rms to 120 V rms. Experimental results for the prototype driver show that the highest power factor (PF = 0.988), lowest input current total harmonic distortion (THD = 7.22%), and highest circuit efficiency (η = 92.42%) are obtained at an input voltage of 120 V. Hence, the proposed driver is feasible for use in energy-efficient indoor lighting applications.

컴팩트 형광램프용 일단계 전자식 안정기의 해석 및 설계 (Analysis and Design of Single-stage Electronic Ballast for a Compact Fluorescent Lamps)

  • 김종길;손영대
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제49권6호
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    • pp.441-449
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    • 2000
  • Analysis, design and practical implementation of a single-stage electronic ballast for compact fluorecent lamps are presented in this paper. The proposed topology is based on a single-stage ballast which combines a boost converter and a half-bridge series resonant inverter. High power factor is achieved by using the boost semi-stage operating in discontinuous conduction mode, and inverter semi-stage operated above resonant frequency to provide zero voltage switching is employed to ballast the fluorescent lamp. Analytical and experimental results from the ballast system with 36W fluorescent lamps have demonstrated the feasibility of the proposed single-stage electronic ballast.

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직류수용가 서비스를 위한 무접점 전원장치 (Contactless Power Supply for DC Power Service in Hybrid Home Generation System)

  • 강지원;송환국;김주훈;김은수;김윤호
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2007년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.104-107
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    • 2007
  • Among the alternative energy sources, the solar energy is recognized as an important energy source and its application is increasing. Especially in future, the hybrid solar energy generation system with battery will be widely used as an independent distributed power generation system. In this paper, a solar power hybrid home generation system using a contact-less power supply (CPS) that can transfer an electric power without any mechanical contact by using magnetic coupling instead of the power transfer by directly supplying the DC power to the home electric system is proposed. The proposed system consists of a ZVS boost converter, a half bridge LLC resonant converter and contact-less transformer.

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정전압형 전자식 안정기 회로의 고조파 저감을 위한 PFC회로의 설계 (A Design of PFC Circuit for Reducing the Harmonic in Constant Voltage-fed Electronic Ballast Circuit)

  • 이현우;이현무;고강훈;고희석
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.41-48
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    • 2004
  • 이 논문에서 정 전압형 PFC 전자식 안정기에 대하여 제안하였다. 제안하는 PFC 전자식 안정기는 고효율 승압형 컨버터와 기존의 하프브리지 인버터를 조합한 것이다. 제안된 PFC 전자식 안정기는 전압 분압기와 소프트 스위칭기술을 사용하여 입력전류의 왜형과 입력전류의 고조파가 감소됨을 증명하였다. 형광램프에 대한 시뮬레이션결과는 이론적인 분석과 일치함을 나타내었다.

공유결합 인덕터를 이용한 부스트 하프브릿지 컨버터에 관한 연구 (A study on the boost half bridge converter using a coupled inductor)

  • 이근우;안태영
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.61-63
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    • 2008
  • 본 논문에서는 새로운 부스트 하프브릿지 컨버터를 제안하고 그 정상상태 해석결과를 보고한 것이다. 특히 부스트 하프브릿지 컨버터의 기본형과 한 개의 코어를 사용하여 인덕터를 공유 결합 시킨 인덕터 공유결합형 부스트 하프브릿지 컨버터를 동시에 제안하였다. 제안된 컨버터는 반도체 스위치와 주요 소자를 이상적으로 가정하여 내부손실을 무시한 등가회로를 유도하였고 등가회로로부터 스위치의 상태에 따른 상태별 등가회로로부터 주요 소자에 대한 특성식을 나타내었고 최종적으로는 컨버터의 정상상태 특성식을 유도하였으며 특성의 타당성을 확인하기 위해서 회로 시뮬레이션을 수행하였다.

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FCEV 구동을 위한 DC-link 최적 제어가 가능한 양방향 DC-DC 컨버터 설계 (Design of Bidirectional DC-DC Converter using Optimal Control DC-link for FCEV Drive)

  • 고안열;김도윤;황정필;원일권;원충연
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.102-103
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    • 2013
  • 화석 연료의 고갈과 유가 급등으로 인해 자동차 업체에서는 친환경 차량 개발에 힘쓰고 있다. FCEV는 차량 구동용 전동기에 필요한 에너지를 연료전지를 통해 공급받게 된다. 하지만 연료전지의 특성상 연료전지와 배터리를 같이 사용하게 된다. 본 논문에서는 일반적인 Half-bridge 타입의 양방향 컨버터에 스위치를 추가하여 양방향 buck, boost가 가능한 컨버터를 설계하였다. 전동기 구동용 인버터는 전압형 인버터가 사용되는데 전압형 인버터에서 발생하는 출력은 데드타임과 스위칭 소자의 전압 강하에 의해 왜곡된 전압과 전류를 출력하게 되고 이러한 출력은 토크와 속도에 나쁜 영향을 끼치게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전동기의 속도에 따라 DC-link 전압을 가변하여 공급한다.

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정전압형 전자식 안정기 회로의 고조파 저감을 위한 PFC회로의 설계 (A Design of PFC Circuit for Reducing the Harmonic in Constant Voltage-fed Electronic Ballast Circuit)

  • 이현무;고강훈;고희석;이현우
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2003년도 학술대회논문집
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    • pp.343-348
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    • 2003
  • In this paper, a PFC(Power Factor Correction) electronic ballast with constant voltage-fed is proposed. The proposed PFC electronic ballast is combined of a High-efficiency boost converter and a conventional half bridge inverter. It is proved that the ripple of input-current and the input-current's harmonic of the proposed PFC electronic ballast are reduced using the voltage divider and soft-switching technique. It is demonstrated that simulation results for 40[W] fluorescent lamp correspond with theoretical analysis

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공유결합 인덕터를 이용한 비대칭 입력전압형 하프브릿지 DC-DC 컨버터에 관한 연구 (A study on the boost half bridge dc-dc converter using a coupled inductor with asymmetrical input voltage)

  • 이근우;가동훈;장효상;안태영
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.140-142
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    • 2008
  • 본 논문에서는 새로운 공유결합 인덕터를 이용한 비대칭 입력전압형 하프브릿지 컨버터를 제안하고 그 정상상태 해석결과를 보고한 것이다. 제안된 컨버터는 반도체 스위치와 주요 소자를 이상적으로 가정하여 내부손실을 무시한 등가회로를 유도하였고 등가회로로부터 스위치의 상태에 따른 상태별 등가회로로부터 주요 소자에 대한 특성식을 나타내었고 최종적으로는 컨버터의 정상상태 특성식을 유도하였으며 특성식의 타당성을 확인하기 위해서 시험회로를 구성하였고 그 결과 제안 회로방식의 정상상태 해석결과를 검증할 수 있었다.

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연료전지 응용을 위한 낮은 턴오프 전류를 갖는 준공진형 부스트 하프브리지 컨버터 (Quasi-Resonant Boost-Half-Bridge Converter with Reduced Turn-off Switching Losses for Fuel Cell Application)

  • 박찬수;최세완;나재형;이진희;이정민
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.31-32
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    • 2012
  • 능동클램프 타입의 전류원 컨버터는 입력전류 리플이 작으며 클램프로 서지제거는 물론 스위치의 ZVS 턴온을 가능하게 한다. 그 중 부스트 하프브리지 컨버터는 변압기 턴비와 다이오드 정격이 낮고 모든 소자가 대칭적 구조를 가지며 변압기의 마그네타이징 오프셋이 없으므로 연료전지와 같은 대전류 고승압 응용에 적합하다. 본 논문에서는 준공진 기법을 적용하여 스위치 턴오프 전류를 크게 감소시킨 능동클램프 타입의 부스트 하프브리지 컨버터를 제안한다. 16V, 1.2kW급 시작품으로 기존 방식과의 비교분석을 통하여 제안하는 방식의 타당성을 입증하였다.

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하이브리드 차량 양방향 컨버터의 효율 분석 (Accurate Efficiency analysis of a Bi-directional converter for Hybrid Electrical Vehicles)

  • 이국선;최익;최주엽;송승호;이상준;이현동;권태석
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2009년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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    • pp.158-160
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    • 2009
  • HEV(Hybrid Electrical Vehicle)의 배터리와 전동기/발전기용 인버터 사이에 장착되는 양방향 컨버터는 boost/buck 동작을 수행함으로써 차량이 효율적으로 동작되도록 한다. 대표적인 단상(single-phase)의 Half bridge topology를 기준으로 효율을 분석 하였으며 효율 개선을 위하여 다상(multi-phase) 인터리빙, 소프트 스위칭 기술 등이 사용되고 있으나 여기서는 하드 스위칭 상태만 다룬다. Ideal한 컨버터의 경우 단순히 Duty비와 동작 영역에 따라서 출력 상태가 결정 되며 입력전력과 출력전력은 동일하다. 그러나 손실이 있는 경우 입/출력 전력은 동일하지 않게 되고, Duty 역시 변화 한다. 따라서 각 손실 파라미터를 Ideal한 Duty로 가정하고 구할 경우 오차가 발생한다. 또한, 스위칭 소자의 on/off시 발생하는 스위칭 손실은 실험 측정값과 계산값의 차이가 크기 때문에 이 역시 오차의 원인이 된다. 본 논문에서는 각 손실 파라미터와 입/출력 전력을 Duty에 대한 다항식으로 표현 하였다. 고차 다항식의 근을 수치 해석적으로 구하여 손실을 고려한 Duty비를 찾아 낼 수 있다. 스위칭 손실의 경우 데이터 시트에 주어진 손실 그래프를 테스트 영역까지 1차 근사하여 사용함으로써 정확한 효율 측정이 가능하도록 하였다.

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