• 제목/요약/키워드: High step-up converter

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DC - DC 컨버터 구동을 위한 강인제어기 설계 (Design of Robust Controller for DC to DC Converter)

  • 김태우;김민찬;윤성식;김현우;김태규;안호균
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.995_996
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    • 2009
  • This paper presents a sliding mode control method for step up DC-DC converter. For high performance control of converter, it requires the robustness between the input current and the output voltage. As a result, in spite of disturbance and parameter uncertainty, the proposed controller has the robustness to control the output voltage.

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전압체배 출력을 갖는 능동클램프 하프브리지 전류원 컨버터의 설계 (Design of Active-Clamped Current-Fed Half-Bridge Converter With Voltage Doubler Output)

  • 조경식;정진우;정세교;송유진
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.142-143
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    • 2010
  • An active-clamped current-fed half-bridge converter for the high step-up application is proposed in this paper. The proposed converter is composed of active clamping snubber circuits and a voltage doubler rectifier. The operational principle, theoretical analysis, and design considerations are presented. To confirm the operation, features, and validity of the proposed circuit, the experimental result for a 200W, 24V input and 400V output prototype are presented.

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Analysis and Design of a Single-Phase Tapped-Coupled-Inductor Boost DC-DC Converter

  • Gitau, Michael Njoroge;Mwaniki, Fredrick Mukundi;Hofsajer, Ivan W.
    • Journal of Power Electronics
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    • 제13권4호
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    • pp.636-646
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    • 2013
  • A single-phase tapped-inductor boost converter has been proposed previously. However, detailed characterization and performance analysis were not conducted. This paper presents a detailed characterization, performance analysis, and design expressions of a single-phase tapped-coupled-inductor boost converter. Expressions are derived for average and RMS input current as well as for RMS input and output capacitor current ripple. A systematic approach for sizing the tapped-coupled inductor, active switch, and output diode is presented; such approach has not been reported in related literature. This study reveals that sizing of the inductor has to be based on current ripple requirement, turns ratio, and load. Conditions that produce discontinuous inductor current are also discussed. Analysis of a non-ideal converter operating in continuous conduction mode is also conducted. The expression for the voltage ratio considering the coupling coefficient is derived. The suitability of the converter for high-voltage step-up applications is evaluated. Factors that affect the voltage boost ratio are also identified. The effects of duty ratio and load variation on the performance of the converter are also investigated. The theoretically derived characteristics are validated through simulations. Experimental results obtained at a low power level are included to validate the analytical and simulation results. A good agreement is observed among the analytical, simulation, and experimental results.

부분공진 승압형 AC-DC 컨버터의 입력전류 해석 (Analysis of input current in a Boost AC-DC converter using the partial resonant method)

  • 곽동걸;이경진;박점문;이진호;김영문;이현우
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1995년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.185-187
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    • 1995
  • A boost converter proposed in this paper operates with high power factor due to input current of sinusoidal waveform. If there were no input LPF, the current is got to be discontinuos form in proportion to AC input voltage magnitude under the constant duty factor switching. Thereupon, the harmonics of input current waveform is reduced and the LPF is made with few elaboration and the control circuit is simple. The switching devices in proposed circuit are operated with soft switching by the partial resonant method. The patial resonant circuit makes use of a reactor using step-up and a capacitor of loss-less snubber. The result is that switching loss is very low and efficiency of system is high.

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무손실 스너버를 이용한 부분공진 스위칭에 의한 고효율 승압형 단상 컨버터 (Boost $1\Psi$ converter of high efficiency by partial resonant switching using lossless snubber)

  • 서기영;곽동걸;전중함;이현우
    • 전력전자학회논문지
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    • 제3권4호
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    • pp.315-322
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    • 1998
  • 전력변환 시스템은 소형화, 경량화, 저잡음화를 실현하기 위하여 스위칭 주파수가 증대되어야 한다. 하지만 컨버터의 스위치들은 스위칭 스트레스와 많은 스위칭 전력손실을 동반한다. 이들 때문에 전력 시스템은 낮은 효율을 가져온다. 본 논문에서는 부분공진 모드에 의해 고효율의 승압형 단상 컨버터를 제안한다. 제안된 회로의 소자들은 소프트 스위칭으로 동작되며 이것의 제어기술은 일정 듀티 싸이클에서 동작되도록 스위치군을 간략화 하였다. 부분공진 회로는 승강압에 사용되는 인덕터와 무손실 스너버의 콘덴서를 사용한다. 또한, 이 회로는 종래의 회로가 가지는 스너버의 손실이 없는 스너버 콘덴서에 축적된 에너지를 입력전원 측으로 회생시킴으로서 효율증대의 장점이 있다. 그 결과 스위칭 손실이 매우 낮고 효율과 시스템 역률이 높게 된다. 제안된 컨버터는 전력용 스위칭 소자들이 사용되는 고출력의 응용분야에 가장 적합하다고 생각된다.

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A Noel Soft-Switching AC-DC Converter using $L^2SC$

  • Kim C. S.;Lee H. W.;Suh K. Y.;Kim H. D.;Kim K. T.
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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    • pp.271-275
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    • 2001
  • In this paper, proposes a novel AC-DC converter of high power factor and high efficiency by partial resonant method. The input current waveform in proposed circuit is got to be a discontinuous sinusoidal form in proportion to magnitude of ac input voltage under the constant duty cycle switching. Thereupon, the input power factor is nearly unity and the control circuit is simple. Also the switching devices in a proposed circuit are operated with soft switching by the partial resonant method. The result is that the switching loss is very low and the efficiency of system is high. The partial resonant circuit makes use of a inductor using step up and $L^2SC$ (Loss-Less Snubber Condenser). The switching control technique of the converter is simplified for switches to drive in constant duty cycle. Some simulative results and experimental results are included to confirm the validity of the analytical results.

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고역률 고효율 승압형 AC-DC 컨버터 (Boost AC-DC Converter of High Power Factor and High Efficiency)

  • 곽동걸;김춘삼;박하용;심재선;심상흥
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.45-52
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    • 2005
  • 본 논문은 전류불연속 제어에 의한 고역률, 고효율로 동작되는 승압형 AC-DC 컨버터에 대해 연구된다. 전류불 연속 제어 컨버터는 제어회로 구성이 간단하고 구성소자의 수를 줄일 수 있는 장점을 가진다. 제안된 컨버터의 입력전류는 듀티율 일정제어에 의한 교류 입력전압의 크기에 비례된 불연속적인 정현파 형태로 된다. 그 결과 입력역률은 거의 단위역률로 주어지며 듀티율 일정제어에 의해 제어기법이 간단하다. 또한 제안된 컨버터의 스위칭 소자들은 부분공진 기법에 의해 소프트 스위칭 동작으로 되어 스위칭 손실이 매우 낮으며 컨버터의 효율을 증대시킨다. 부분공진 회로부는 승압용으로 사용된 인덕터와 무손실 스너버 커패시터에 의해 설계되어 컨버터의 회로 토폴로지가 간단하다. 제안된 컨버터는 컴퓨터 시뮬레이션과 실험결과에 의해 그 타당성이 입증된다.

철도차량 보조전원장치의 고효율-경량화를 위한 전력변환회로 연구 (Research on Power Converters for High-Efficient and Light-Weight Auxiliary Power Supplies (APS) in Railway System)

  • 이재범;조인호
    • 한국철도학회논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.329-338
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    • 2017
  • 최근 철도차량용 보조전원장치는 시스템의 경량화를 위해 기존 60Hz 저주파 변압기를 제거하고 고주파 구동과 절연 특성을 갖는 '절연형 dc/dc 컨버터'를 적용하는 구조가 주목받고 있다. 본 논문에서는 '절연형 dc/dc 컨버터를 적용한 보조전원장치 구조'에 대해서 설명하고, 다양한 분석을 통해 보조전원장치의 고효율 및 경량화에 적합한 dc/dc 컨버터 및 구조를 제안하고자 한다. 대용량 IGBT 소자의 고주파 스위칭(경량화)을 위해 필수적인 '영전압-영전류-스위칭'특성을 갖는 '공진형 컨버터'를 활용하여 다양한 보조전원장치용 전력변환장치 구조(1-Stage와 2-Stage)를 제안하였고, 각각의 구조에 적합한 컨버터 회로를 선정한 후 설계 및 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 1-Stage 구조의 경우 공진형 컨버터만을 사용하였고, 2-Stage 구조의 경우 공진형 컨버터와 공진형 컨버터의 입력전압 변동을 최소화하는 Pre-regulator를 적용하였다. Pre-regulator로서 감압 컨버터 또는 승압 컨버터를 각각 적용하여 서로 다른 2-Stage 구조를 구성하고 각 방식의 손실을 비교하였다. 회로에 사용되는 소자들의 전압 및 전류 스트레스를 고려하여 소자를 선정하고 시뮬레이션을 통해 동작을 검증하였으며, 손실 분석을 통해 고효율 및 경량화에 가장 적합한 구조 및 회로를 제안하였다.

고승압비 응용을 위한 전류연속 모드 탭인덕터 부스트 컨버터의 무손실 스너버 (Non-dissipative Snubber for Tapped-inductor Boost Converter in Continuous Conduction Mode for High Step-up Application)

  • 강정일;한상규;한종희
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.3-4
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    • 2013
  • 본 논문에서는 전류연속 모드로 동작하는 탭인덕터 부스트 컨버터를 위한 무손실 스너버를 제안하고 그 동작을 분석하며, 실험을 통해 그 유효성을 검증한다.

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Auto Rescue Device를 위한 고승압 컨버터 설계 (Design of High Step-up Converter for Auto Rescue Device)

  • 한상훈;조영훈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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    • pp.183-184
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    • 2017
  • 엘리베이터의 경우 정전 시 승객을 안전하게 구출하기 위한 장치가 필요하다. 이를 위하여 Auto Rescue Device(ARD) 혹은 Uninterruptible Power Supply(UPS)가 엘리베이터에 설치된다. ARD는 정전 시 배터리의 전압을 승압하여 인버터의 DC 링크 전압을 유지한다. 만약 배터리의 전압보다 DC 링크 전압이 2배 이상 클 경우 일반적인 부스트 컨버터는 효율 등의 문제로 사용이 어렵다. 이에 본 논문에서는 ARD의 특성을 고려한 LLC 공진형 컨버터의 설계 방안에 대하여 서술하였다. 또한 이를 모의실험을 통하여 검증하였다.

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