• 제목/요약/키워드: Phase shifted dc-dc full bridge converter

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GaN HEMT를 적용한 동기 정류 위상천이 dc-dc Converter 구현 (Implementation of Phase-Shifted Full-Bridge dc-dc Converter Applying a Synchronous Rectification by using GaN HEMT.)

  • 유재곤;김현빈;주동명;이병국;김종수
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.127-128
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    • 2016
  • 본 논문에서는 2차 측 정류 회로에 GaN HEMT 소자를 이용하는 동기정류기법을 적용한 위상천이 dc-dc 컨버터를 구현한다. 기존 다이오드를 통한 정류회로와의 효율 비교를 통하여 GaN HEMT 동기정류 기반 위상천이 dc-dc 컨버터가 최고효율 1.5%, 평균 효율 0.85%, 전부하 효율 1.99%의 향상효과를 확인한다.

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FB ZVT PWM 컨버터의 환류구간 손실저감을 위한 보조회로 (An auxiliary circuit for reducing loss during free-wheeling interval in FB ZVT PWM converter)

  • 윤창선;김병철;김광헌
    • 전력전자학회논문지
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    • 제5권3호
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    • pp.209-214
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    • 2000
  • 본 논문에서는 FB ZVT PWM DC-DC 컨버터에서 영전압 스위칭에 도달하기 위해 두 개의 보조 스위치 대신에 가포화 인덕터를 사용한다. 기존의 고주파 위상 변위 FB ZVT PWM DC-DC 컨버터는 프리휠링 주기동안 고주파 변압기와 스위칭 소자를 통해 흐르는 순환전류를 갖으며, 이러한 순환전류로 인해 컨버터의 도전손실이 증가한다. 이러한 손실을 줄이기 위해 변압기의 2차측에 도전손실저감회로를 제안한다. 컨버터의 동작원리를 자세하게 설명하고 제안된 회로를 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다.

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수중 음향센서용 전력증폭기를 위한 멀티레벨 가변전압출력 AC-DC 전원회로 설계 (Design of Multilevel Variable Output Voltage AC-DC Converter for Power Amplifier of Underwater Acoustic Sensor)

  • 이창열;김인동;노의철;문원규;김원호
    • 전력전자학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.72-83
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    • 2013
  • The paper proposes a new multilevel variable output voltage AC/DC Converter for power supply of power amplifiers used in underwater acoustic sensors. The proposed multilevel variable output voltage AC/DC Converter is composed of two parts. One as the input section is the high efficiency phase-shifted PWM full bridge DC-DC converter to get multiport power sources. The other as the output section is composed of two flying-capacitor 3-level DC-DC converters and a diode bridge circuit to get fast-response and multilevel variable output voltage for an envelope amplifier. Also the paper suggests the detailed circuit topology and design guideline of multilevel variable output voltage AC/DC converter. It also proposes the power balanced control method between 3-level converters and the voltage balanced algorithm for flying capacitors. Its characteristics should be verified by the detailed simulation results. It is anticipated that the proposed converter will be used very well for power amplifiers used in underwater acoustic sensors.

대용량 및 높은 입력전압에 적합한 새로운 Three Level DC/DC 컨버터 (A Novel Three Level DC/DC Converter for High power applications operating from High Input Voltage)

  • 한상규;오원식;문건우;윤명중
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2003년도 춘계전력전자학술대회 논문집(1)
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    • pp.317-322
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    • 2003
  • A novel three-level DC/DC converter (TLC)for high power applications operating from high input voltage Is proposed. Its switch voltage stress can be ensured to be only one-half of the Input voltage. Nevertheless, since all input voltage is applied to the transformer primary side, it has good turns ratio. The driving method of each module is same as those of the conventional phase-shifted ZVS full bridge PWM converter (PSFB) and the zero-voltage-switching (ZVS) of the leading leg are achieved exactly in the same manner as that of the PSFB. Moreover, its three-level operation can considerably reduce the current ripple through the output inductor and it has no problems of the DC-link voltage unbalance. Therefore, it features a low voltage stress, high efficiency, low EMI, high power density, and small sized filter. To confirm the operation, validity, and features of the proposed circuit, experimental results from a 200W, 600V/DC-48V/DC prototype are presented.

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Stability Analysis of FCHEV Energy System Using Frequency Decoupling Control Method

  • Dai, Peng;Sun, Weinan;Xie, Houqing;Lv, Yan;Han, Zhonghui
    • Journal of Power Electronics
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    • 제17권2호
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    • pp.490-500
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    • 2017
  • Fuel cell (FC) is a promising power supply in electric vehicles (EV); however, it has poor dynamic performance and short service life. To address these shortcomings, a super capacitor (SC) is adopted as an auxiliary power supply. In this study, the frequency decoupling control method is used in electric vehicle energy system. High-frequency and low-frequency demand power is provided by SC and FC, respectively, which makes full use of two power supplies. Simultaneously, the energy system still has rapidity and reliability. The distributed power system (DPS) of EV requires DC-DC converters to achieve the desired voltage. The stability of cascaded converters must be assessed. Impedance-based methods are effective in the stability analysis of DPS. In this study, closed-loop impedances of interleaved half-bridge DC-DC converter and phase-shifted full-bridge DC-DC converter based on the frequency decoupling control method are derived. The closed-loop impedance of an inverter for permanent magnet synchronous motor based on space vector modulation control method is also derived. An improved Middlebrook criterion is used to assess and adjust the stability of the energy system. A theoretical analysis and simulation test are provided to demonstrate the feasibility of the energy management system and the control method.

박판 고속 용접전원의 도전손실 저감에 관한 연구 (A Study on Reducing Conduction Losses for High Speed Welding of Thin Plates)

  • 배종문;김준홍
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 학술대회 논문집 전문대학교육위원
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    • pp.166-171
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    • 2002
  • We are in transitional period of welding technique, which has changed from the stage of quantity and quality to the stage of future technique, imported and introduced from many advanced countries. Therefore, many researches and studies for development on high speeding and making welding machines with high effectiveness has been doing vigorously. In this dissertation, I have studied on a pulsed MAG welding machine, with which welding of thin plates may perform high speeding and effecting. First, I produced a phase shifted full bridge DC-DC convert, which is the type of reduced conduction loss and the power supply for welding machine. And then, I found out an output waveform control algorithm about one pulsed one droplet and short waveform control for thin plates with high speed by deriving the circuit model utilizing the circuit averaged method for full bridge converter.

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영전압-영전류 스위칭 위상천이 풀브리지 컨버터

  • 조인호;문건우
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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    • pp.362-363
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    • 2011
  • 본 논문은 높은 시스템 안정성과 고 효율이 요구되는 배터리 충전용 DC/DC 컨버터에 적용할 수 있는 새로운 토폴로지를 제안한다. 기존의 대용량 배터리 충전용 DC/DC 컨버터로 널리 사용되는 위상천이 풀 브리지 컨버터 (Phase-Shifted Full-Bridge Converter)의 경우 1차 측스위치의 영전압 스위칭을 가능케 하여 높을 효율을 얻을 수 있다. 하지만 배터리 충전과 같이 출력 전압의 변동이 있는 경우 듀티 변화에 따른 freewheeling 구간이 존재하게 되고 이는 시스템의 효율을 감소시키는 원인으로 작용한다. 제안하는 컨버터의 경우 기존의 위상천이 풀브리지 회로를 기반으로 하되 1차 측에 하프 브리지 형태의 인버터를 추가하여 freewheeling 구간에서의 도통 손실을 제거할 뿐만 아니라 영전압-영전류 스위칭으로 시스템의 안정성을 높였다. 본 논문에서는 제안된 회로의 구조 및 동작원리를 설명하고 1.6kW 급 (Vo=140V~200V) 전기자동차용 배터리 충전기 스펙에 맞춰 프로토 타입을 제작하고 실험 결과를 통해 제안된 회로의 동작 특성 및 타당성을 검증한다.

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위상천이 풀-브릿지 DC/DC 컨버터의 성능 개선을 위한 변압기 설계 (Design of Transformer to improve the Performance of Phase-Shifted Full-Bridge DC/DC Converter)

  • 심승애;이완희;노용수;박준성;최준혁
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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    • pp.296-297
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    • 2020
  • 변압기의 크기와 누설 인덕턴스는 각각 위상천이 풀-브릿지 컨버터의 전력 밀도와 영전압 스위칭의 동작 범위에 영향을 준다. 따라서 본 논문에서는 컨버터의 전력 밀도 및 효율향상을 위한 변압기의 설계에 대해 이론적으로 분석하고, 이를 시작품으로 만들어 5.6kW급 컨버터를 통해 실험적으로 검증하였다.

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A High-efficiency Method to Suppress Transformer Core Imbalance in Digitally Controlled Phase-shifted Full-bridge Converter

  • Yu, Juzheng;Qian, Qinsong;Sun, Weifeng;Zhang, Taizhi;Lu, Shengli
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권3호
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    • pp.823-831
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    • 2016
  • A high-efficiency method is proposed to suppress magnetic core imbalance in phase-shifted full-bridge (PSFB) converters. Compared with conventional solutions, such as controlling peak current mode (PCM) or adding DC blocking capacitance, the proposed method has several advantages, such as lower power loss and smaller size, because the additional current sensor or blocking capacitor is removed. A time domain model of the secondary side is built to analyze the relationship between transformer core imbalance and cathode voltage of secondary side rectifiers. An approximate control algorithm is designed to achieve asymmetric phase control, which reduces the effects of imbalance. A 60 V/15 A prototype is built to verify the proposed method. Experimental results show that the numerical difference of primary side peak currents between two adjacent cycles is suppressed from 2 A to approximately 0 A. Meanwhile, compared with the PCM solution, the efficiency of the PSFB converter is slightly improved from 93% to 93.2%.

차량용 OBC 병렬운전 시뮬레이션 개발 (Development of simulation on parallel operation of the On-Board Charger)

  • 주학림;목형수;최성호;박상욱;성기학
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.225-226
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    • 2018
  • 전기자동차 배터리팩을 충전하기 위한 장치인 차량용 OBC(On-Board Charger)는 AC/DC 컨버터 기능을 담당하는 PFC(Power Factor Correction)와 DC/DC 전력변환 및 전기적 절연을 담당하는 Phase-Shifted Full Bridge Converter를 포함 한다. 현재 시중에 3.3kW급 OBC를 기준으로 규격화되어 생산되고 있지만 전기자동차의 배터리 용량이 날로 증가하고 전기자동차 보급, 사용률이 증가함에 따라 완속충전에 대한 요구가 높아지고 있다. 여기에 전력 인프라 시설 개선과 더불어 6.6kW급 완속충전이 보편화될 수 있게 된다. 차량용 OBC 공급업체에 있어서는 기존의 3.3kW급과 6.6kW급 OBC의 개발 중 어느 쪽에 중심을 둘지 고민에 대한 대안으로 기존의 3.3kW급을 모듈화하여 병렬운전하는 방법으로 6.6kW급 OBC 시장수요에 대응 할 수 있다. 본 논문에서는 3.3kW급 OBC 및 2병렬운전에 관한 시뮬레이션을 개발하고 분석하였다.

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