• Title/Summary/Keyword: switching power converter

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Design Optimization of Bi-directional Dual Active Bridge DC/DC Converter for Solid State Transformer (Solid State Transformer를 위한 양방향 Dual Active Bridge DC/DC 컨버터 최적 설계)

  • Choi, Hyun-Jun;Park, Hwa-Pyeong;Jung, Jee-Hoon
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2014.07a
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    • pp.197-198
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    • 2014
  • 본 논문에서는 양방향 DC-DC Dual Active Bridge (DAB) 컨버터의 수학적 모델로부터 컨버터의 변압기와 결합 인덕터의 최적 설계 방법을 제안한다. DAB컨버터는 1차 측과 2차 측이 동일한 구조를 가진 고효율 절연형 컨버터로써, Soft Switching이 쉽게 구현되고, 양방향으로 Power를 전달 할 수 있는 장점으로 널리 사용되고 있다. 본 논문에서 제안하는 컨버터는 Solid State Transformer (SST) 용으로 변압기 1차 측과 2차 측의 턴 비가 동일한 구조로써, 최대의 ZVS영역을 확보하고, 전력 변환 효율을 극대화 할 수 있다. 3.3 kW급 시제품을 제작하여 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하고자 한다.

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Partial ZCS Switching Control Scheme for AC/AC Two Stage Direct Power Converter (부분 영전류 스위칭이 가능한 AC/AC 2단계 직접형 전력변환시스템의 스위칭 제어기법)

  • Cho, Choon-Ho;Kim, Tae-Woong;Min, Wan Ki;Choi, Jaeho
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2014.07a
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    • pp.387-388
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    • 2014
  • 3상 AC/AC 2단계 직접형 전력변환시스템(TSDPC)의 제어는 입력전류공간벡터와 출력전압공간벡터를 합성한 공간벡터 PWM 스위칭패턴을 통해 제어를 하며, 이를 기반으로 계산된 유효벡터인가시간에 따라 TSDPC를 구성하는 다수 스위칭소자가 절환 됨을 통해 많은 스위칭손실이 발생하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 스위칭 시퀀스를 간략화하여 스위칭 절환횟수를 줄임과 동시에 부분 영전류 스위칭 제어기법을 도입하여, 스위칭손실 저감 제어기법을 제안한다.

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A Technology for New Bi-Directional Converter for Battery Electric Power Storage Device (배터리 전력저장장치를 위한 새로운 양방향 컨버터에 대한 기술)

  • Park, Hae Chan;Oh, Sun Ho;Kim, Jae Woong;Kim, Il Song
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2015.07a
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    • pp.29-30
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    • 2015
  • 본 연구는 배터리 전력저장장치를 위한 새로운 양방향 컨버터에 대한 기술이다. 제안된 기술은 절연형 토플로지로 10배 이상의 높은 승/강압비, soft-switching 기능으로 대용량/저전압 배터리를 구성할 수 있다. 기존에 사용되던 DAB(Dual Active Bridge)의 단점은 배터리 충/방전 전류가 정전류(Constant Current)가 아닌 +/-가 반복되는 양방향의 불연속적인 파형이라는 것이다. 이것은 배터리 충/방전 제어명령이 정전류 형태의 상수 값이라는 것을 고려하면 그대로 사용하기에는 문제가 될 수 있다. 그러므로 Current-source type의 변형된 DAB 토플로지를 사용하여 전류원 형태의 정전류 제어가 가능하다는 것이 장점이 된다. 제안된 기술의 검증을 위해 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 성능을 입증하였다.

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Converter Simulation by the Micro Modeling and Macro Modeling of GTO Thyristor (GTO 다이리스터의 미시적 모델링과 거시적 모델링에 의한 변환기 시뮬레이션)

  • Seo, Young-Soo;Baek, Dong-Hyun;Kim, Young-Chun;Cho, Moon-Taek;Seo, Soo-Ho
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1993.07b
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    • pp.781-783
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    • 1993
  • The GTO model is based on the Ebers-Moll equation extened to include the three-junction devices and a detailed description of the implementation of the model equation as well as defferent tests are discussed. Problems to be considered for the snubber design, such as voltage spike reduction, maximum GTO anode current, and switching power, were discussed using the calculation model. The macro model is very useful for simulation of GTO circuit and high power circuit switch in high frequency and complex structure.

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Soft-Switching Two-Switch Resonant AC-DC Converter with High Power Factor (고역률을 갖는 소프트 스위칭 2-스위치 공진형 AC-DC 컨버터)

  • Lee, Sin Woo;Do, Hyun Lark
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2015.11a
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    • pp.40-41
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    • 2015
  • 본 논문은 고역률을 갖는 소프트 스위칭 2-스위치 공진형 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 높은 역률을 위한 부스트 역률개선 회로와 전기적 절연을 위한 2-스위치 공진형 DC-DC 컨버터 모듈로 구성된다. 주 스위치의 최대 전압은 DC링크 전압으로 고정되며 누설 인덕터의 에너지가 DC링크 커패시터에 흡수되며 주 스위치와 출력 다이오드의 소프트 스위칭 구동으로 스위칭 손실이 크게 감소하였다. 결론적으로 전력 변환 효율이 향상되었다. 제안된 컨버터는 이론적 해석과 60[W]하드웨어 시작품을 제작하여 검증하였다.

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Improved Control Strategy for T-type Isolated DC/DC Converters

  • Liu, Dong;Deng, Fujin;Wang, Yanbo;Chen, Zhe
    • Journal of Power Electronics
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    • v.17 no.4
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    • pp.874-883
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    • 2017
  • T-type isolated DC/DC converters have recently attracted attention due to their numerous advantages, including few components, low cost, and symmetrical operation of transformers. This study proposes an improved control strategy for increasing the efficiency of T-type isolated DC/DC converters. Under the proposed strategy, the primary circulating current flows through the auxiliary switches (metal-oxide-semiconductor field-effect transistors) instead of their body diodes in free-wheeling periods. Such feature can reduce conduction losses, thereby improving the efficiency of T-type isolated DC/DC converters. The operation principles and performances of T-type isolated DC/DC converters under the proposed control strategy are analyzed in detail and verified through the simulation and experimental results.

Switching Frequency Design of Phase-Shifted Full-Bridge Converter in On Board Charger in Electric Vehicles for High Efficiency and High Power Density (전기자동차 OBC 용 Phase-Shifted Full-Bridge 컨버터의 고효율 및 고전력밀도 달성을 위한 스위칭 주파수 설계)

  • Lee, Jae Han;Son, Won-Jin;Ann, Sangjoon;Byun, Jongeun;Lee, Byoung Kuk
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2019.07a
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    • pp.346-347
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    • 2019
  • 본 논문에서는 3.3 [kW] on-board charger (OBC) 용 phasw-shifted full-bridge (PSFB) 컨버터의 고효율 및 고전력 밀도 달성을 위한 스위칭 주파수 설계 방안을 제안한다. 스위칭 주파수에 따라 달라지는 손실 양상 및 전력 밀도에 대해 분석하기 위해 각 스위칭 주파수 별 반도체 소자 손실과 수동 소자 손실을 계산하고, 수동 소자의 부피 변화에 따른 전력밀도 변화를 분석한다. 분석 결과를 바탕으로 고효율 및 고전력밀도 달성을 위한 시스템 설계 포인트를 선정하고 시뮬레이션을 통하여 설계 결과를 검증한다.

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Adaptive Digital Predictive Peak Current Control Algorithm for Buck Converters

  • Zhang, Yu;Zhang, Yiming;Wang, Xuhong;Zhu, Wenhao
    • Journal of Power Electronics
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    • v.19 no.3
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    • pp.613-624
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    • 2019
  • Digital current control techniques are an attractive option for DC-DC converters. In this paper, a digital predictive peak current control algorithm is presented for buck converters that allows the inductor current to track the reference current in two switching cycles. This control algorithm predicts the inductor current in a future period by sampling the input voltage, output voltage and inductor current of the current period, which overcomes the problem of hardware periodic delay. Under the premise of ensuring the stability of the system, the response speed is greatly improved. A real-time parameter identification method is also proposed to obtain the precision coefficient of the control algorithm when the inductance is changed. The combination of the two algorithms achieves adaptive tracking of the peak inductor current. The performance of the proposed algorithms is verified using simulations and experimental results. In addition, its performance is compared with that of a conventional proportional-integral (PI) algorithm.

A Merged-Capacitor Switching Technique for Sampling-Rate and Resolution Improvement of CMOS ADCs) (CMOS A/D 변환기의 샘플링 속도 및 해상도 향상을 위한 병합 캐패시터 스위칭 기법)

  • Yu, Sang-Min;Jeon, Yeong-Deuk;Lee, Seung-Hun
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.37 no.6
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    • pp.35-41
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    • 2000
  • This paper describes a merged-capacitor switching (MCS) technique to improve the signal Processing speed and resolution of CMOS analog-to-digital converters (ADCs). The proposed MCS technique improves a sampling rate by reducing the number of capacitors used in conventional pipelined ADCs. The ADC capacitor mismatch can be minimized without additional power consumption, die area, and the loss of sampling rate, when the size of each unit capacitor is increased as much as the number of capacitors reduced by the MCS technique. It is verified that the ADC resolution based on the proposed MCS technique is extended further by employing a conventional commutated feedback-capacitor switching (CFCS) technique.

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A Novel MPPT Control of IPMSM Drive for Solar Vehicle (Solar Vehicle을 위한 IPMSM 드라이브의 새로운 MPPT 제어)

  • Jang, Mi-Geum;Choi, Jung-Sik;Chung, Dong-Hwa
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.25 no.9
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    • pp.14-25
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    • 2011
  • The solar vehicle is in the spotlight in the eco-friendly aspect of photovoltaic system using unlimited solar energy. The solar vehicle uses energy of photovoltaic and battery. The solar vehicle uses stored energy in battery when photovoltaic power is lower than consumption power by solar vehicle and if photovoltaic power is higher than consumption power by solar vehicle then photovoltaic power is stored to battery. To improve use efficiency of photovoltaic, the researches about MPPT method to operate maximum power point and interior permanent magnet synchronous motor(IPMSM)drive system using photovoltaic is necessary. This paper proposes MPPT control algorithm for solar vehicle using new fuzzy control(NFC). In this paper, to reduce switching loss, the DC-DC converter is omitted. The NFC controller can be use instead of PO. The NFC controller is performed MPPT control using solar cell voltage and q -axis current of IPMSM. The output of NFC is command q -axis current of IPMSM and this current is operated IPMSM. The response characteristics of algorithm proposed in this paper is compared response characteristics of conventional PO method by PSIM program and validity of this paper prove using this result.