• 제목/요약/키워드: ac-to-dc resonant converter

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LLC DC to DC 공진 컨버터의 고주파 변압기 최적화 설계에 관한 연구 (A study on an optimal design of the high frequency transformer in LLC DC to DC resonant converter)

  • 김종해
    • 전기전자학회논문지
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    • 제27권4호
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    • pp.587-600
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    • 2023
  • 본 논문에서는 315W급 65인치 UHD-TV용 LLC DC to DC 공진 컨버터에 사용되고 있는 Slim형 고주파 변압기의 최적화 설계에 대해서 나타낸다. 또한 본 논문에서는 LLC 공진 변압기의 코어 손실 분석, AC 권선 손실 분석 및 권선 배치 최적화 설계를 통해 Slim형 고주파 변압기의 최적화 설계를 수행한다. 특히 본 논문에서는 이론적으로 해석하여 얻어진 결과를 토대로 고효율 및 Slim형 고주파 변압기는 교류 권선 손실 최소화 및 권선 자동화를 위하여 인터리브 및 수직형 권선 구조로 구성한다. 본 논문 제안한 수직형 권선 구조 방식의 Slim형 고주파 변압기의 1차측 권선은 Litz 권선을 2차 권선은 PCB와 동판 권선을 사용하였다. 최종적으로 Maxwell 2D 및 3D Tool을 이용한 시뮬레이션 결과를 토대로 이론 해석의 정당성을 입증하기 위해서 실험 결과를 통해 본 논문에서 제안한 Slim형 고주파 변압기의 최적화 설계를 수행하였다.

역률개선과 고조파 저감을 위한 전류공진 승압형 AC-DC 컨버터의 특성 해석 (Analysis of Characteristics for Current Resonant type Boost AC-DC Converter for PFC and Reducing Harmonics)

  • 라병훈;송대현;서기영;이현우
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 합동 추계학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.341-344
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    • 2001
  • In this paper, the characteristics of the proposed converter are show by simulation. As a result, the power factor is improved and the results show the usefulness of the proposed circuit. To improve the hard switching at turn-off of the basic circuit, the circuit using a current resonant switch is proposed. In the proposed circuit, THD of the input current is reduced to 1.8 of the basic circuit. The mechanism of the THD reduction is clarified. That is because the on period becomes shorter at the peak of the source voltage. Using the simulation, the characteristics of the output voltage, current flowing the switch, and THD of the input current are investigated by changing the resonant circuit parameters. Criteria for choosing resonant parameters of smaller THD are obtained.

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전류불연속 제어에 의한 새로운 PFC 승압형 AC-DC 컨버터 (A Novel Step-up AC-DC Converter with PFC by Discontinuous Current Control)

  • 김춘삼;심재선;김천식;이현우;곽동걸
    • 전력전자학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.142-148
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    • 2006
  • 본 논문에서는 역률개선과 고효율로 동작되는 새로운 승압형 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 입력전류 불연속제어로 구동되고, 스위치의 시비율 일정제어에 의해 입력전류는 교류 입력전압의 크기에 비례된 불연속적인 정현파 형태로 주어진다. 그 결과 입력역률은 거의 단위역률로 주어지고, 시비율 일정제어에 의해 제안된 컨버터는 제어기법이 간단하게 된다. 일반적으로 전류불연속 제어에 의한 컨버터의 경우, 사용된 스위치의 턴-온 동작은 영전류 스위칭으로 되는 장점이 있지만, 스위치의 턴-오프 동작은 최대 전류에서 스위칭되어 스위칭 손실을 증대시키고 스위치의 과중한 스트레스를 가져오게 된다. 이것은 컨버터의 효율을 저하시키는 요인이다. 본 논문에서는 부분적인 공진회로 동작에 의한 새로운 소프트 스위칭 회로가 설계되어 사용된 제어스위치들의 턴-온, 턴-오프 동작을 소프트 스위칭으로 만들어 컨버터의 효율을 증대시킨다.

단위 역률을 갖는 직렬공진형 단상 정류기의 모드 변환 제어기법 (Switched Mode Control Technique for the Series Resonant Sigle-Phase Rectifier with Unity Power Factor)

  • 정영석;문건우;윤명중
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1993년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.850-852
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    • 1993
  • A buck-boost zero current switched(ZCS) series resonant AC to DC converter for the DC output voltage regulation together with high power factor is proposed. A dynamic model for this AC to DC converter is developed and an analysis for the internal operational characteristics is explored. With the proposed control technique, the unity power factor and the DC output voltage regulation without a current overshoot can be obtained.

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부하평형 듀얼 모듈로 구성된 고효율 스위치 모드 라인 트랜스포머(SMLT) (High Efficiency Switch Mode Line Transformer (SMLT) Composed of Load Sharing Dual Modules)

  • 김진홍;양정우;장두희;강정일;한상규
    • 전력전자학회논문지
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    • 제25권3호
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    • pp.188-194
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    • 2020
  • This paper presents a high-efficiency Switch Mode Line Transformer (SMLT) composed of load-shared dual modules, which is based on the AC/AC LLC resonant converter. Given that the conventional adaptor is usually composed of two power stages, namely, the PFC and DC/DC converters, its system size can be increased according to the output power. However, given that the proposed SMLT can separate the PFC converter from the adaptor, the size reduction of the system can be achieved. Meanwhile, the SMLT with a single module has the limit of the size reduction because of a high resonant current. Thus, it can be configured with dual or multiple modules to reduce the resonant current. Then, their load sharing can be guaranteed by only the proposed transformer structure without an extra current controller. The validity of the proposed converter is proven through a 850-W prototype.

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.

양방향 부분공진 소프트 스위칭을 적용한 AC-DC컨버터의 설계 (A Design of AC-DC Converter using Bi-directional Partial Resonant Soft-Switching)

  • 윤상훈;고강훈;서기영;권순걸;이현우;이철우
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1023-1025
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    • 2001
  • This paper proposes a bi-directional current switch with snubber regeneration using Power MOSFETs and this paper proposes to use a loss-less snubber with switching device to perform soft-switching. It results in not only decreasing switching loss in the device drastically, but also improving input ac current waveform distortion. The computer simulation results show that the input current waveform and show the requirements necessary for the elimination of the 3rd harmonic component. We also show the procedure to design the parameters of the converter.

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고역률 스텝 업-다운 절연형 AC-DC 컨버터의 입력전류 파형분석에 관한 연구 (A Study on Input Current Waveform Analysis for Step Up-Down AC-DC Converter of High Power Factor added Electric Isolation)

  • 곽동걸;김춘삼;이봉섭;김상훈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.34-36
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    • 2008
  • This paper is given a full detail of mathematical analyses of input current for novel active type power factor correction(PFC) AC-DC converter of step up-down added electric isolation. These are compared with harmonics components of input current for a conventional PFC converter of electric isolation type. The proposed PFC converter is constructed in using a new loss-less snubber circuit to achieve a soft switching of control device. Also the proposed converter for discontinuous conduction mode(DCM) eliminates the complicated circuit control requirement and reduces the size of components. The input current waveform in the proposed converter is got to be a sinusoidal form of discontinuous pulse in proportion to magnitude of ac input voltage under the constant duty cycle switching. Therefore, input power factor is nearly unity and the control method is simple. Particularly, the stored energy of loss-less snubber capacitor is recovered with input side and increases input current from resonant operation. The result is that input power factor of the proposed converter is higher than that of a conventional PFC converter. Some simulative results on computer and experimental results are included to confirm the validity of the analytical results.

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보조스위치와 보조인덕터 적용 양방향 SLLC 공진컨버터 동작특성 (Operational Characteristics of A Bidirectional SLLC Resonant Converter Using Auxiliary Switches and Inductor)

  • 허예창;주종성;이지철;김은수
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.405-406
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    • 2016
  • A bidirectional secondary LLC resonant converter with auxiliary switches and an additional inductor is proposed to achieve the high gain characteristics of LLC resonant convertors. Auxiliary switches, an additional inductor and a resonant capacitor are connected in the high voltage secondary side of the proposed converter. The ac analysis and operating characteristics of bidirectional secondary LLC resonant converter are investigated. A 1kW prototype bidirectional secondary LLC resonant converter connected to the $400V_{DC}$ buses is designed and tested to confirm the validity and applicability of the proposed converter.

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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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