• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
• /
• v.15 no.6
• /
• pp.460-465
• /
• 2010

The interest is coming to be high, recently with depletion of the fossil fuel and with carbon dioxide exhaust limit about emittion, from a car of Internal combustion engine to Electric vehicle. AC-DC converter is necessary to battery charging which is an electric vehicle energy storage. Necessary conditions of the converter are necessary for wide output voltage range, high efficiency, high power factor etc. It is composed two stages for wide output voltage range and insulation. Preliminary stage uses LLC resonant converter and the after stage uses BOOST converter PFC circuit for being considered a power factor and confirmed experimentally.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2010.11a
• /
• pp.209-210
• /
• 2010

LLC 공진형 컨버터는 영전압 스위칭과 영전류 스위칭이 가능하여 높은 효율로 동작하고 안정적인 전원 공급이 가능하다. 본 논문은 LED 전원 공급 장치로 쓰이고 있는 플라이백 컨버터와 LLC 공진형 하프브리지 컨버터를 비교하여 LLC 공진형 컨버터의 우수성을 입증하고, 그 특성을 분석하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2019.07a
• /
• pp.98-100
• /
• 2019

현재 LLC 공진 컨버터는 넓은 주파수 범위에서 ZVS(zero voltage switching) 달성을 통하여 고효율 및 높은 전력 밀도를 얻을 수 있어 널리 사용되는 추세이다. 일반적인 LLC 공진 컨버터는 중부하에서 주파수 제어를 통해 이득을 조절할 수 있다. 하지만 경부하에서는 주파수 작동 범위에 제한으로 이득을 조절하지 못하는 문제점이 있다. 이에 본 논문은 Single-Stage LLC 공진 컨버터를 통해 경부하 조건에서 넓은 출력 범위를 가지는 것을 분석하였으며 시물레이션을 통해 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2018.11a
• /
• pp.205-206
• /
• 2018

LLC 컨버터는 1차측 스위치의 ZVS, 2차측 다이오드의 ZCS를 만족하며 높은 Power density로 인해 여러 분야에서 각광 받고 있는 시기이다. 기존의 FHA를 통해 LLC 컨버터를 해석하여 전압이득을 구하고 이를 기반으로 설계를 하지만 실제로는 기본파 성분뿐만 아니라 고조파 성분을 포함하므로 다소 오차가 존재하게 된다. 따라서 이 논문에서는 기존의 FHA에서 반영하지 않았던 출력 캐패시터의 영향을 반영함으로써 보다 정확한 LLC 컨버터의 전압이득 곡선을 제안한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2018.11a
• /
• pp.51-53
• /
• 2018

The Low Voltage DC-DC converters (LDCs) of the Electric Vehicles require high power density and high efficiency operation over the wide range of load and input voltage variations. This paper introduces a novel topology which combines three 1 MHz Half-Bridge (HB) LLC resonant converters and an Inverting Buck-Boost (IBB) converter to adjust the output voltage without frequency modulation. The switching frequency of the proposed converter is fixed at 1MHz to achieve a constant frequency operation for the resonant converter. In the proposed topology GaN FETs and planar transformers are employed to optimize the converter operation at high frequency. A 1 MHz/1.8 kW prototype converter is built to verify the feasibility and the validity of the proposed LDC topology.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
• /
• v.22 no.6
• /
• pp.551-554
• /
• 2017

This paper proposes a three-level LLC resonant converter using integrated magnetics (IM). Given that the switch voltage stress of the proposed converter is guaranteed to be half of the input voltage, the switching losses can be greatly reduced, thereby benefitting the high-frequency operation. To reduce the volume of reactive components such as transformers, high-frequency driving and planar core are applied. However, two resonant inductors and one transformer are required because of the three-level structure and the limited leakage inductance of the planar transformer for the resonant operation. Therefore, the effect of volume reduction is not very large. In order to solve these drawbacks, this paper proposes a new IM that integrates all magnetic elements used in the proposed three-level resonant converter by using the magnetizing inductor as a resonant inductor. The experimental results are presented by conducting a theoretical analysis of a prototype with 350 W to 800 kHz.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2019.07a
• /
• pp.260-262
• /
• 2019

본 논문은 철도 차량용 보조전원 장치의 부피 저감을 위하여 펄스 폭 제어가 포함된 공진형 LLC 컨버터를 제안한다. 철도 차량용 보조전원 장치는 가선에 연결되어 객차의 각종 전원을 공급하는 장치로써 객실 내의 전원과 절연이 필수적이다. 따라서 고효율의 절연형 DC/DC 컨버터인 LLC 컨버터가 적용되어 있으나, 가선의 큰 입력전압 변동에 대응하기 위해 스위칭 주파수의 변조 폭이 넓어질 뿐 아니라 제어 난도가 증가하는 단점을 가진다. 이러한 LLC 컨버터의 단점을 보완하기 위해 Boost+LLC 또는 Buck+LLC 컨버터의 두 단계의 전력변환을 통해 Boost 또는 Buck 컨버터가 LLC 컨버터의 입력전압을 제어하며, LLC 컨버터는 항상 공진 주파수에서 동작하도록 제어하는 시스템이 주로 사용된다. 본 논문은 3레벨 LLC 컨버터에 펄스 폭 변조를 적용하여 입력전압 제어를 달성하며, 이를 통해 기존의 시스템보다 부피 저감을 달성하는 방안을 제안한다. 제안된 방법은 전력변환 모의해석 프로그램인 PSIM 및 Matlab을 통해 검증되었다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• v.11 no.2
• /
• pp.383-392
• /
• 2016

This paper proposes the design considerations of resonant network and transformer magnetics for 500 kHz high switching frequency LLC resonant converter. The high power density can be effectively achieved by adopting high switching frequency which allows small size passive components in the converter. The design methodology of magnetizing inductance is derived for zero voltage switching (ZVS) condition, and the design methodology of the transformer and output capacitance is derived to achieve high power density at high operating frequency. Moreover, the structure of transformer is analyzed to obtain the proper inductance value for high switching operation. To verify the proposed design methodology, simulation and experimental results will be presented including temperature of passive and active components, and power conversion efficiency to evaluate dominant power loss. In addition, the validity of magnetics design will be evaluated with operating waveforms of the prototype converter.

• Journal of Power Electronics
• /
• v.19 no.1
• /
• pp.201-210
• /
• 2019

This paper proposes a multimode hybrid control strategy that can achieve zero-voltage switching of primary switches and zero-current switching of secondary rectifier diodes in a wide input voltage range for full-bridge LLC resonant converters. When the input voltage is lower than the rated voltage, the converter operates in Mode 1 through the variable-frequency control strategy. When the input voltage is higher than the rated voltage, the converter operates in Mode 2 through the VF and phase-shift control strategy until the switching frequency reaches the upper limit. Then, the converter operates in Mode 3 through the constant-frequency and phase-shift control strategy. The secondary-side diode current will operate in the discontinuous current mode in Modes 1 and 3, whereas it will operate in the boundary current mode in Mode 2. The current RMS value and conduction loss can be reduced in Mode 2. A detailed theoretical analysis of the operation principle, the voltage gain characteristics, and the realization method is presented in this paper. Finally, a 500 W prototype with 100-200 V input voltage and 40 V output voltage is built to verify the feasibility of the multimode hybrid control strategy.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2016.07a
• /
• pp.153-154
• /
• 2016

기존 단상 AC 전원용 LLC 컨버터는 250W의 조건에서는 PFC (Power-Factor Correction, 약칭 PFC) 회로를 채용하는 것이 일반적이다. 그러나 이러한 2단 전력단 형태의 회로는 자성체(인덕터) 및 제어기의 사용이 필수적이며, 이는 회로 부피 및 원가 상승의 주요한 원인이 된다. 본 논문은 DM Choke와 차지 펌프를 적용해 회로의 역률을 개선하는 방안을 제안하여, PFC Stage를 삭제하고 역률 개선 기능을 통합한 단일 전력단 LLC 컨버터를 제안한다. 본 논문에서는 제안한 회로를 이론적으로 분석하고, 190W급의 시작품을 이용한 실험적 분석을 통해 실용 가능성을 검증하였다.