Uninterruptible Power Supply(UPS) Systems are widely used in a varietyof fields as highly reliable power sources. This paper describes the operation and performance of an UPS using sinusoidal Pulse Width Modulation (PWM)techniques. A newly developed UPS adopted switching element -power TR, power MOSFET, IGBT- is introduced. Experimental results showed that sinusoidal PWM techniques have good features for UPS systems.
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.
본 논문은 기존의 2개의 전력 처리단을 갖는 컨버터를 단일 전력단으로 구성하고, ZVS기법을 이용한 고역률 단일전력단 고주파 공진 AC-DC 컨버터를 제안하고 있다. 입력단에 승압형 역률개선 인덕터를 연결하여 일정 듀티비와 가변 스위칭 주파수로 입력전류를 불연속 모드로 제어함으로써 입력 역률을 개선하는 것이 가능하였다. 종래의 2개 전력 처리단을 가지는 컨버터의 경우 역률 제어용 스위치가 별도로 필요하지만 전력 처리단을 하나로 단일화 시키므로써 컨버터의 구성이 간략화 되어져, 비용의 저감과 신뢰성을 증가시킬 수 있는 등의 장점이 있다. 본 연구는 고역률 단일전력단 AC-DC 컨버터의 동작원리와 무차원화 파라미터를 이용한 특성평가를 범용성 있게 행하여, 특성평가에서 산출한 특성값을 기초로 하여 실험장치를 제작하였으며, 실험치와 이론치를 비교ㆍ검토하여 제안 회로의 특성해석의 정당성을 입증하고 있다.
This paper proposes a Current-Fed Push Pull type DC-DC converter using LCCC Resonant circuit and Zero Voltage Switching function to reduce turn on and off loss at the switching instants. This paper have the advantage which is able to operating safely in load short, because of DC reactor is connected with resonance reactor in order to supply a fixed current with low ripple from DC Power supply. The capacitor ($C_1$, $C_2$) connected in switch are common using as resonance capacitor and ZVS capacitor. The analysis of the proposed Current-Fed Push Pull type DC-DC converter is generally described by using normalized parameter, and we have evaluated characteristic values which is needed to design a circuit. We confirm a rightfulness theoretical analysis by comparing a theoretical values and experimental values obtained from experiment using MOSFET as switching devices.
상태 공간 평균화 모델은 강압형, 승압형 및 승 강압형 DC/DC 컨버터에 적용이 가능하며, 특별한 계산이 필요 없는 높은 정밀도가 증명된 모델이다. 이러한 모델은 전류연속모드(CCM) DC/DC 컨버터에서 확립되었으며, 본 논문에서는 컨버터의 전류연속모드(CCM) 모델로부터 의미 있는 결론을 유도하고자 한다. 본 논문에서는 스위치 평균모델을 이용한 DC/ DC 컨버터의 전류불연속모드(DCM) 모델링 및 임계특성에 관하여 논하였다. 스위치 평균 모델은 전류연속모드(CCM)와 전류불연속모드(DCM) 사이의 DC/DC 컨버터의 경계 조건에 대한 모델로부터 유추할 수 있으며, 시뮬레이션과 실험에 의해서 스위치의 평균 모델의 주파수 응답 특성을 예측할 수 있었다. 본 연구에서는 MOSFET를 사용하여 입력전압 15[V], 출력전압 24[V], 출력전력 24[W]급 시스템을 제작하여 실험하였다.
In order to increase the power conversion efficiency and improve the power factor, a modified forward converter is proposed, which adopts a capacitive output filter instead of the inductive output filter of the conventional forward converter. Therefore, the proposed converter has wide input voltage range in opposite to that of the conventional forward converters. Moreover, the proposed converter uses the critical conduction mode for automatic current shaping to improve the power factor. As a result, the proposed converter can achieve quasi-resonant zero-voltage-switching, which can minimize the switching loss of main MOSFET. In addition, the operational principle of the proposed converter is analyzed and the characteristic of the proposed converter is investigated in this paper. To validate the effectiveness of the proposed converter, a prototype of 13W is implemented and the experimental results are discussed in more detail.
본 논문은 스위칭 소자의 턴.온과 턴.오프시에 발생하는 스위칭 손실을 저감사키기 위해서 ZVS을 이용한 Push Pull형 고주파 DC-DC 컨버터를 제안하고 있다. 직류전원으로 부터 리플이 적은 정전류를 공급하기 위혜 직류리액터가 공진리액터와 접속되어 있어서 부하단락시도 안정된 동작을 할 수 있다는 잇점이 있다. 스위치 양단에 연결된 커패시터$(C_1, C_2)$는 공진요 커패시터와 ZVS용 커패시터로 동시에 사용된다. 제안한 고주파 공전 DC-DC 컨버터의 해석시 정규화 파라미터를 도입하여 범용성 있게 해석 하였으며, 설계시 기초자료가 되는 특성 평가를 하고 있다. 실제 MOSFET를 사용한 실험장치를 제작하여 설함치와 이론치를 비교.검토하여, 이론해석의 정당성을 입증하고 있다.
In this paper, proposal circuit proposes that load parallel resonant DC-DC Converter consist of L and C resonant tank circuit. Also, the capacitor$(C_1,\;C2)$ connected in switch are a common using by resonance capacitor and ZVS capacitor. The analysis of proposed circuit uses normalized parameter and characteristic estimation which is needed in each step before design is generally described the proposed circuit with the characteristics of average power and average output voltage etc. Alse, we conform a rightfulness theoretical analysis by comparing a theoretical values and experimental values obtained from experiment using MOSFET as switching devices.
Kim, Ju-Yeon;Park, Seung-Uk;Kim, Nam-Soo;Park, Jung-Woong;Lee, Kie-Yong;Lee, Hyung-Gyoo
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제14권1호
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pp.47-51
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2013
A high power MOSFET switch based on a 0.35 ${\mu}m$ CMOS process has been developed for the protection IC of a rechargeable battery. In this process, a vertical double diffused MOS (VDMOS) using 3 ${\mu}m$-thick epi-taxy layer is integrated with a Zener diode. The p-n+Zener diode is fabricated on top of the VDMOS and used to protect the VDMOS from high voltage switching and electrostatic discharge voltage. A fully integrated digital circuit with power devices has also been developed for a rechargeable battery. The experiment indicates that both breakdown voltage and leakage current depend on the doping concentration of the Zener diode. The dependency of the breakdown voltage on doping concentration is in a trade-off relationship with that of the leakage current. The breakdown voltage is obtained to exceed 14 V and the leakage current is controlled under 0.5 ${\mu}A$. The proposed integrated module with the application of the power MOSFET indicates the high performance of the protection IC, where the overcharge delay time and detection voltage are controlled within 1.1 s and 4.2 V, respectively.
This paper proposes the LCC type high frequency resonant DC-DC converter using Power MOSFET as switching devices, and describes the characteristics and operating principles. LCC converter has the resonant capacitor instead of a source decoupling capacitor in the conventional half bridge parallel resonant converter. We performed an experiment to prove the propriety of proposed converter.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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