• Title/Summary/Keyword: Half-bridge converter

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A New Asymmetrical PWM Bidirectional Half Bridge Converter for Fuel Cell Vehicle Applications (연료전지 자동차 응용을 위한 새로운 비대칭 PWM 방식의 양방향 하프브리지 컨버터)

  • Kim, Jeong-Geun;Yoon, Chang-Woo;Choi, Se-Wan
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2008.10a
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    • pp.4-6
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    • 2008
  • 본 논문에서는 새로운 비대칭 PWM 제어 방식의 양방향 하프브리지 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 구조가 간단하고 넓은 듀티 범위를 가지므로 연료전지와 같은 넓은 전압변동을 가지는 응용에 적합하다. 제안한 비대칭 PWM 방식은 기존의 위상각제어 방식에 비해 스위치 및 변압기의 동작전류를 큰 폭으로 낮추었고 ZVZCS와 동기정류 방식을 적용하여 높은 효율과 전력밀도를 가질 수 있다. 기존 컨버터와의 비교 분석을 수행하였으며 실험을 통해 본 방식의 타당성을 검증하였다.

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

  • Lee, Geun-Woo;Ka, Dong-Hoon;Jang, Hyo-Sang;Ahn, Tae-Young
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2008.10a
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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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Asymmetric Half-Bridge Converter with Reduced DC-offset current in Transformer (감소된 DC-옵셋 전류를 가지는 비대칭 하프 브리지 컨버터)

  • Yu, Chan-Hun;Youn, Han-Shin;Jeong, Yeon-Ho;Moon, Gun-Woo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2014.07a
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    • pp.201-202
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    • 2014
  • 본 논문에서는 비대칭 하프브리지 컨버터의 비대칭 시비율을 개선한 컨버터를 제안한다. 일반적인 비대칭 하프 브리지 컨버터의 경우 홀드업 타임 조건 때문에 넓은 입력 전압 범위를 가지게 되고, 정상 동작시 스위치의 비대칭 동작이 심화 된다. 이러한 스위치의 비대칭 동작으로 변압기의 자화 전류 옵셋이 증가하고 변압기 부피 및 2차측 정류기들의 전압 불균형이 심화되어 컨버터 효율이 감소하게 된다. 하지만 제안된 컨버터에서는 보조 스위치와 보조 커패시터를 이용, 변압기의 권선비를 조정하여 정상 동작 시 정류기들의 비대칭을 저감하였고, 변압기의 자화 전류 옵셋을 감소시켜 높은 효율을 달성하였다. 제안된 컨버터의 타당성을 검증 하기 위해 300W 프로토 타입을 제작하여 실험을 진행 하였다.

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Wide-Range ZVS Asymmetric Half-Bridge Converter with Clamp Switch and Diode for High Efficiency (넓은 ZVS 범위를 가지는 비대칭 하프 브릿지 컨버터의 효율 개선을 클램프 스위치와 다이오드)

  • Yeon, Chel O;Lee, Jae Bum;Lee, Il Oun;Moon, Gun Woo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2014.07a
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    • pp.169-170
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    • 2014
  • 본 논문에서는 넓은 영전압 스위칭 범위를 가지며 클램프 다이오드와 클램프 스위치를 이용하여 비대칭 하프 브릿지 컨버터의 정상 입력 시 최적 설계가 가능하게 하여 모든 부하 조건에서 효율을 상승 시킬 수 있는 회로를 제안한다. Hold-up 조건 만족을 위하여 입력 전압이 낮은 경우에, 클램프 스위치를 동작시켜 변압기의 턴 비를 바꾸어 주어 출력 전압을 유지해준다. 정상 상태 동작에서는 클램프 스위치를 키지 않음으로써 클램프 다이오드 역할을 하여 2차 측 정류기의 전압 스트레스를 줄여주며, 보조 턴을 이용하여 클램프 다이오드에서의 도통 손실을 줄여 정상 상태에서의 비대칭 하프 브릿지 컨버터의 효율 최적화를 달성한다. 본 논문에서는 제안하는 회로의 이론적 해석 및 설계방법을 설명하고 실험결과를 통해 회로의 동작을 검증한다.

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500kHz high Frequency LLC resonant converter for high power density (높은 전력밀도를 갖는 500kHz 고주파 LLC 공진형 컨버터)

  • Park, Hwapyeong;Choi, Hyunjun;Jung, Jeehoon
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2014.07a
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    • pp.189-190
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    • 2014
  • 본 논문에서는 높은 동작 주파수에서 컨버터를 구성하는 수동 소자들의 사이즈가 작아져, 전력밀도가 증가하는 장점을 이용하기 위하여 500 kHz에서 동작하는 LLC 공진형 컨버터를 제안하였다. 500 kHz에서 기존의 PWM컨버터는 스위칭 손실이 높아 효율이 떨어지고, Asymmetric Half Bridge 컨버터는 2차측 다이오드에 걸리는 전압이 비대칭이기 때문에 전도 손실을 줄이기가 어려우며 경부하 시 ZVS를 유지하기 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 작은 순환 에너지와 작은 Turn off 스위칭 손실을 가지며 경부하 시에도 ZVS를 유지할 수 있는 LLC 공진형 컨버터를 설계 및 제작하고 500 kHz의 고주파에서 높은 전력밀도를 얻을 수 있음을 검증하였다.

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

  • Park, Chansoo;Choi, Sewan;Na, Jaehyeong;Lee, JinHee;Lee, Jeongmin
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2012.07a
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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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High Efficiency Operation of the IPT converter with Full and Half bridge Control for Electric Vehicles (전기자동차용 IPT 컨버터의 풀브릿지-하프브릿지 제어를 통한 고효율 운전 방법)

  • Ann, Sangjoon;Joo, Dong-Myoung;Kim, Min-Kook;Lee, Byoung Kuk
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2016.11a
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    • pp.35-36
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    • 2016
  • 본 논문에서는 전기자동차 배터리 충전용 자기 유도 방식 무선 전력 전송 (Inductive power transfer, IPT) 컨버터의 풀브릿지-하프브릿지 가변 제어 방법을 제안한다. 제안한 방법을 검증하기 위해 3.3kW IPT 컨버터에 풀브릿지 제어와 하프브릿지 제어를 각각 적용하여 결합계수 및 부하에 따른 이론적인 손실을 분석하고 고효율 운전 방법을 제안한다.

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A 3kW Interleaved Half Bridge Low Voltage DC-DC Converter for Elecronic Vehicles (전기자동차용 3kW 인터리브드 하프브릿지 저전압 DC-DC 컨버터)

  • Lee, Wonhee;Nam, Kwanghee
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2015.11a
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    • pp.187-188
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    • 2015
  • 본 논문에서는 전기자동차의 저전압 보조배터리 충전용 인터리브드 하프브릿지 저전압 DC-DC 컨버터를 제안한다. 이 컨버터는 높은 출력 밀도, 높은 효율성 그리고 높은 전압 강하비가 요구된다. 이러한 조건을 만족하기 위해 우리는 두 컨버터의 병렬구조를 활용하였다. 이는 하나의 고출력 컨버터를 사용하는 거에 비해 트랜스포머 비용 감소, 고장허용, 낮은 출력 전류 리플 등의 장점을 가진다. 또한 Zero voltage switching(ZVS)이 가능하다. 두 컨버터 사이의 파라미터 차이에 의해 발생되는 부하 불평균을 막기 위해 간단한 보상 알고리즘도 적용되었다.

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Control of Bidirectional Half-Bridge Converter for Optimal Charge/Discharge of the Supercapacitor (슈퍼커패시터의 최적 충방전을 위한 양방향 하프브리지 컨버터의 제어)

  • Lee, Jong-Hak;Choi, Woojin
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2010.11a
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    • pp.207-208
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    • 2010
  • 연료전지와 같은 신재생에너지원은 부하변동에 강인하게 대처하기 어려운 특성을 지니고 있어 단독으로 사용될 경우 전력품질 문제를 야기 할 수 있으며, 따라서 이를 보상하기 위한 보조 에너지 저장장치의 사용이 요구된다. 슈퍼커패시터는 전력밀도가 높고 사이클 수명이 긴 특성을 지니고 있어, 주 에너지원의 느린 응답특성을 보상하는 데에 유용하게 사용될 수 있다. 본 논문에서는 슈퍼커패시터의 최적 충방전을 위한 양방향 하프브리지 컨버터의 설계 및 제어에 관해 기술한다. 최적 충방전 전류의 값을 결정하기 위해 EIS 실험을 통해 슈퍼커패시터 모듈의 임피던스 특성을 분석하였고, 충전 전류별 충전 효율이 달라지는 원인을 분석하였으며, 위상제어에 의한 하프브리지 컨버터의 충방전 제어방법에 관해 제시한다.

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On-Board Charger with ZVZCS Half-Bridge Converter for Electric Vehicle (전기자동차용 On-Board 충전기를 위한 ZVZCS 하프브리지 컨버터)

  • Park, Junsung;Kim, Pyosoo;Park, Yohan;Choi, Sewan
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2010.11a
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    • pp.1-2
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    • 2010
  • 본 논문에서는 친환경 차량의 On-board charger를 위한 ZVZCS 하프브리지 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 다이오드에 병렬 연결된 작은 커패시터로 인하여 Asymmetrical PWM 스위칭시의 단점인 상 하측 스위치의 전류 비대칭성을 완화시키며 스위치 최대 전류를 감소시켜 턴오프 손실을 줄일수 있다. 또한 다이오드 턴오프시 dv/dt가 매우 작아 스위칭 손실 및 노이즈를 최소화 할 수 있다.

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