Kim, Kyu-Tae;Choi, Woo-Young;Kwon, Jung-Min;Kwon, Bong-Hwan
Journal of Power Electronics
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제9권6호
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pp.823-834
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2009
This paper proposes a high-efficiency single-stage ac/dc converter. The proposed converter features low voltage stresses and reduced switching losses. It operates at the boundary of discontinuous- and continuous-conduction modes by employing variable switching frequency control. The turn-on switching loss of the switch can be reduced by turning it on when the voltage across it is at a minimum. The voltage across the bulk capacitor is independent of the output loads and maintained within the practical range for the universal line input, so the problem of high voltage stress across the bulk capacitor is alleviated. Moreover, the voltage stress of the output diodes is clamped to the output voltage, and the output diodes are turned off at zero-current. Thus, the reverse-recovery related losses of the output diodes are eliminated. The operational principles and circuit analysis are presented. A prototype circuit was built and tested for a 150 W (50V/3A) output power. The experimental results verify the performance of the proposed converter.
기존의 역률 개선 컨버터는 경 부하에서 높은 직류 링크 전압을 갖는다. 특히 라인 전압이 높고 부하가 작을 경우, 직류 링크 전압은 매우 높은 전압을 갖게 되어 실용상 문제가 존재한다. 본 논문에서 역률 개선 부로 벅 토폴로지를 갖는 새로운 단일 전력 단 역률 개선 컨버터를 제안하였다. 또한 제안된 컨버터의 타당성을 증명하기 위해 제안된 회로의 설계 예를 보였으며, 설계 시 고려되어야 할 사항들과 관련 설계 식을 유도하였다. 유도된 설계 식으로부터 정해진 회로 정수 값을 이용하여 실험을 실시하였고, IEC1000-3-2의 역률 규제를 만족함을 입증하였다. 본 논문에서 제안된 컨버터를 통하여 기존의 단일 전력 단 컨버터의 문제점인 경 부하 시 높은 직류 링크 전압 문제를 해결할 수 있었다.
In this paper, a novel PFC AC / DC converter is presented to be appropriate for AC PDP's power driving system. The conventional PFC AC / DC converter has independent power stages and controllers for their switching respectively, which should have increased price, size on manufacturing and decreased its efficiency as well. So this advanced Single-Stage Power Factor Corrector is presented and verified through spice simulation.
본 논문에서는 전기자동차용 충전기를 위한 단일단 소프트스위칭 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 두 대의 인터리빙 컨버터에 저손실 스위칭기법을 적용하여 변압기의 저주파 성분을 제거하여 코어부피를 최적화할 수 있을 뿐만 아니라 스위치의 도통손실 및 스위칭 손실을 감소시킬 수 있다. 또한 배터리에 저주파 리플이 허용되는 경우에는 필름 커패시터만을 사용하여 정현파 충전을 함으로써 시스템의 높은 내구성 및 소형화를 달성 할 수 있다. 3.3kW급 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.
한국조명전기설비학회 1999년도 학술대회논문집-국제 전기방전 및 플라즈마 심포지엄 Proceedings of 1999 KIIEE Annual Conference-International Symposium of Electrical Discharge and Plasma
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pp.273-278
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1999
This paper presents a novel Power Factor Corrected(PFC) single-stage AC/DC Half-Bridge converter, which features discontinuous conduction mode(DCM) and soft-switching. The reduced conduction losses are achieved by the employment of a novel power factor correction circuitry, instead of the conventional configuration composed of a front-end rectifier followed by a boost converter. To identify the validity of the proposed converter, simulated results of 500[W] converter with 100[V] input voltage and 50[V] output voltage are presented.
본 논문에서는 전기자동차용 충전기를 위한 전해커패시터가 없는 단일단 인터리브드 토템폴 소프트스위칭 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 단일단 충전기는 토템폴 구조에 인터리빙 회로를 적용하여 소자의 수를 최소화하였으며 넓은 전압 및 부하영역에서 스위치의 ZVS 턴 온 및 다이오드의 ZCS 턴 오프를 성취하여 고효율을 달성할 수 있다. 또한 CCM 동작으로 인해 입력필터가 작고 스위치의 도통손실을 감소시킬 수 있으며 전해커패시터를 제거하고 필름커패시터를 사용하여 높은 전력밀도와 내구성을 만족한다. 제안하는 전기자동차용 충전기의 동작원리를 제시하고 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 전기자동차용 충전기를 위한 전해커패시터가 없는 단일단 브리지리스 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 넓은 동작영역에서 스위치의 ZVS 턴온 및 다이오드의 ZCS 턴오프를 성취한다. 또한 시스템 수명에 장애가 되는 전해커패시터를 사용하지 않고, 필름커패시터를 사용함으로써 높은 내구성을 달성할 수 있으며 또한 제안하는 결선 방식으로 변압기에 저주파리플이 상쇄되어 코어부피를 최적화하여 시스템 소형화를 달성할 수 있다. 본 논문에서는 제안하는 컨버터의 동작원리를 제시하고 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.
In this paper a new single-stage ac-dc converter with high frequency isolation and low components count is introduced. The proposed converter is constructed using two interleaved boost circuits in the grid side and non-regulating full bridge in the DC side. An optimized switching is implemented on the two interleaved boost circuits resulting in a ripple-free grid current without a ripple cancellation network; hence very small filter inductors are used. A simple and reliable closed-loop control system is easily implemented, since the phase-shift angle is the only independent variable. Moreover, current imbalance is avoided in the presented topology without current control loop in each phase. The proposed charger charges the battery with a sinusoidal-like current instead of a constant direct current. ZVS turn on of all switches is achieved throughout the operation in both directions of power flow without any additional components.
A single-stage power factor correction AC/DC converter with a simple link voltage suppressing circuit (LVSC) for the universal line application is proposed. Using this simple circuit a low link voltage can be realized without deadbands at line zero-crossings. The proposed converter is analyzed and a prototype converter with 5C, 12V output is implemented to verify the performance. The experimental results show that the link voltage stress and efficiency are about 447V and 81%, respectively.
A study of single-stage PFC electronic ballast with constant do-link voltage is presented in this paper. The proposed ballast is combined by two interleaved boost cells and a conventional half bridge dc/ac inverter, By exploiting the interleaving technique, the Input ripple current of the electronic ballast is reduced. Theoretical analysis and experimental results for two 45(W) fluorescent lamps are presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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