A new SPWM inverter using three-phase boost converter by auxiliary partial resonant with high power factor and high efficiency is proposed. The proposed boost converter is constructed by using a resonant network in parallel with the switch of the conventional boost converter. The devices are switched at zero voltage or zero current eliminating the switching loss. A new Partial resonant boost converter achieves zero-voltage switching (ZVS) or zero-current switching (ZCS) for all switch devices without increasing their voltage and current stresses. This paper introduces elimination of low-order harmonics compared with conventional SPWM inverter and SPWM inverter using three-phase boost converter by auxiliary Partial resonant.
This paper proposes a model-based optimal control algorithm for the clamp switch of a zero-voltage switching (ZVS) bidirectional DC-DC converter. The bidirectional DC-DC converter (BDC) can accomplish the ZVS operation using the clamp switch. The minimum current for the ZVS operation is maintained, and the inductor current is separated from the input and output voltages by the clamp switch in this topology. The clamp switch can decrease the inductor current ripple, switching loss, and conduction loss of the system. Therefore, the optimal control of the clamp switch is significant to improve the efficiency of the system. This paper proposes a model-based optimal control algorithm using phase shift in a micro-controller unit. The proposed control algorithm is demonstrated by the results of PSIM simulations and an experiment conducted in a 1-kW ZVS BDC system.
This paper presents a Zero-Current Switching(ZCS) two-transformer phase-shift full-bridge(TTFB) converter using voltage ripple. The proposed converter provides Zero-Voltage Switching(2VS) of leading leg switches and ZCS of lagging leg switches using volt-age ripple. Especially, circulating current Is reduced by ZCS operation and there are no additional components required for the soft switching of power switches. Furthermore, in case of light load, ZVS operation of lagging leg can be achieved. The operations, analysis and design consideration of proposed converter are presented. To verify the validity of the proposed converter, experimental results for a flow (205V, 2A) prototype are presented.
Capacitive power transfer has an advantage in the simplicity of the energy link structure. So, the conventional phase -shift full bridge sometime is not always the best choice because of its complexity and high cost. On the other hand, the link capacitance is usually very low and requires high-frequency operation, but, the series resonant converter loses zero-voltage switching feature in the light load condition, which makes the switching loss high especially in CPT system. The paper proposes a new low-cost topology based on asymmetric half-bridge to achieve simplicity as well as wide zero voltage switching range. The design procedure is presented, and circuit operations are analyzed and verified by simulation.
This paper proposes a soft-switching bidirectional dc-dc converter (BDC) with an auxiliary circuit. The proposed BDC can achieve the zero-voltage switching (ZVS) using an auxiliary circuit in the buck and boost operations. The auxiliary circuit supplies optimal energy for the ZVS operation of the main switches. The auxiliary circuit consists of a resonant inductor, a back-to-back switch and two capacitors. A small-sized resonant inductor and an auxiliary switch with a low-rated voltage can be used in the auxiliary circuit. Zero-current switching (ZCS) turn-on and turn-off of the auxiliary switches are possible. The proposed soft-switching scheme has a look-up table for optimal switching of the auxiliary switches. The proposed strategy properly adjusts the turn-on time of the auxiliary switch according to the load current. The proposed BDC is verified by the results of PSIM simulations and experiments on a 3-kW ZVS BDC system.
In this paper, soft switching high power factor buck converter is proposed. This converter is composed of diode rectifier, a input capacitor can be small enough to filter input capacitor can be small enough to filter input current, buck converter with loss less snubber circuit. Converter is operated in discontinous conduction mode, turn of of the switching device is a zero current switching(ZCS) and high power factor input is obtained. In addition, zero voltage switching(ZVS) at turn of is achieved and switching loss is reduced using loss less snubber circuit. The capacitor used in the snubber circuit raised output voltage. Therefore, proposed converter has higher output voltage and higher efficiency than conventional buck type converter at same duty factor in discontious conduction mode operation.
For MHz-class high frequency inverter in wireless power transfer applications, the voltage/current surges can be occurred in power stage when driving on the inverter. And also, the high-frequency oscillations can be produced at a high switching frequency due to the parasitic elements. The voltage and current stresses of the switching devices lead to the switching losses. The efficiency of the high frequency inverter will be reduced. And the inverter circuit with the sudden voltage and current fluctuations also generates the noise such as the EMI. Zero voltage, zero current switching technique can be used to reduce the switching loss and the noise. The high power density and high efficiency can be obtained. In this paper, the high-frequency inverter for short-range wireless power transfer applications was discussed. The feasible inverter circuit is analyzed in the circuit operating characteristics and the results are verified by the simulation.
A novel two stage soft-switching ac-to-dc convener with power factor correction is proposed. The proposed convener provides zero-voltage-switching (ZVS) condition to main switch of boost pre-regulator without auxiliary switch. Comparing to the conventional two stage approach(ZVS-PWM boost rectifier followed by off-line ZVS dc-dc step down converter), the proposed approach is simple and reducing EMI noise problem. A new simple DC-linked energy feedback circuit provides zero-voltage-switching condition to boost pre-regulator without imposing additional voltage and current stresses and loss of PWM capability. Operational principle, analysis, control of the proposed converter together with the simulation results of 1KW prototype are presented.
KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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제4B권3호
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pp.127-133
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2004
This paper presents a prototype of three-phase current source zero voltage soft-switching PWM controlled PFC rectifier with Single Active Auxiliary Resonant Commutated Snubber (ARCS) circuit topology. The proposed three-phase PFC rectifier with sinewave current shaping and unity power factor scheme can operate under a condition of Zero Voltage Soft Switching (ZVS) in the main three phase rectifier circuit and zero current soft switching (ZCS) in auxiliary snubber circuits. The operating principle and steady-state performances of the proposed three-phase current source soft-switching PWM controlled PFC rectifier controlled by the DSP control implementation are evaluated and discussed on the basis of the experimental results of this active rectifier setup.
본 논문에서 제안한 전류형 LLC AC to DC 고주파 공진 컨버터는 스위치 양단에 병렬로 공진 커패시터(C1, C2)를 연결함으로써 ZVS(Zero Voltage Switching)동작 뿐만 아니라 2차측 Diode의 ZCS(Zero Current Switching) 동작이 가능하므로 스위칭 소자의 턴-온 및 2차측 다이오드의 턴-오프 손실을 저감시킬 수 있다. 본 논문에서 제안한 LLC AC to DC 고주파 공진 컨버터의 회로 해석은 무차원화 제어 파라메타를 도입하여 범용성 있게 기술하였다. 또한 제안한 LLC AC to DC 고주파 공진 컨버터의 운전 특성은 무파원화 제어 주파수(μ), 무차원화 저항(λ) 등의 무차원화 제어 파라메타를 이용하여 특성 평가를 수행하였다. 특성 평가를 통한 특성값을 기초한 LLC AC to DC 고주파 공진 컨버터 설계 기법의 일예를 제시하였으며, 실험 및 PSIM 시뮬레이션을 통해 이론 해석의 정당성을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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