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Spread sheet를 이용한 LCC 공진형 컨버터 설계
권두일(Doo-Il Kwon),신대성(Dae-Sung Sin),한상규(Sang-Kyoo Han),노정욱(Chung-Wook Rho),홍성수(Sung-Soo Hong),오동성(Dong-Seong Oh),이효범(Hyo-Bum Lee) 전력전자학회 2009 전력전자학술대회 논문집 Vol.2009 No.1
LLC Resonant Converter는 간단한 구조로써 제작 단가가 저렴하고, 전 부하영역에서 ZVS가 가능하며, 주 스위치의 내압이 입력전압으로 제한되어 있다. 또한, 2차측 다이오드의 Zero Current Switching이 가능하고, 전압 Ringing이 없으며, 고효율 설계가 가능한 장점으로 현재 널리 사용되는 Converter Topology 중 하나이다. 하지만, 경부하시 효율이 낮아지고, Converter의 동작 상태 해석이 다소 어려워 최적의 공진 탱크 설계에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 본 논문에서는 LLC Resonant Converter를 공진 주파수로 동작할 때와 최대 전압 이득을 갖는 주파수로 동작할 때를 해석하고, 공진주파수로 동작할 때 1차측 및 2차측 전류의 RMS 값 및 2차측 AC RMS 전류와 최대 전압이득을 갖는 주파수로 동작할 때 공진탱크 캐패시터의 최대 전압, 최대 전압이득 등을 시간의 함수로 유도하였다. 이를 바탕으로 공진 탱크의 설계 방법을 제안하였으며, 제안된 설계 방법의 검증을 위해 32”LCD TV SMPS를 이용하여 타당성 및 신뢰성을 검증하였다.
두 개의 트랜스포머를 이용한 LCC 공진형 컨버터의 해석 및 설계
정영진(Young-Jin Jung),장두희(Doo-Hee Jang),노정욱(Chung-Wook Rho),한상규(Sang-Kyoo Han),홍성수(Sung-Soo Hong),이효범(Hyo-Bum Lee),오동성(Dong-Sung Oh) 전력전자학회 2009 전력전자학술대회 논문집 Vol.2009 No.1
LLC 컨버터는 누설인덕턴스를 공진인덕터로 사용하여 1차측 전류를 공진시키는 구조로써 누설인덕턴스와 자화인덕턴스의 비율이 작을수록 부하 및 입력전압의 변동에 따른 주파수 변동폭을 최소화 할 수 있다. 따라서 큰 누설 인덕턴스를 얻기 위해 주로 섹션보빈을 사용한다. 이는 큰 누설 인덕턴스를 얻을 수 있지만 트랜스포머의 발열 및 소모전력 상승의 원인이 된다. 본 논문에서는 두 개의 트랜스포머를 갖는 LLC 공진형 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터의 두 개의 트랜스포머는 스위칭 주기에 따라 공진인덕터와 트랜스포머로 각각 동작한다. 그러므로 제안된 컨버터는 공진인덕턴스와 자화인덕턴스의 비율이 1이하가 됨으로써 부하 및 입력전압의 변동에 따른 주파수 변동폭을 최소화한다. 따라서 큰 누설인덕턴스를 얻기 위해 섹션보빈의 사용이 필요 없으며, 트랜스포머의 전력소모를 저감시킬 수 있어 고효율 동작이 가능하다. 제안된 컨버터의 정상상태 해석 및 설계가이드를 제시하며, 80W급 LED 구동회로에 적용한 실험결과를 통해 제안된 컨버터의 우수성 및 타당성을 검증한다.