단일 전력단 고주파 공진 인버터 링크형 DC-DC 컨버터에 관한 연구 = (A) Study on single-stage high frequency resonant inverter link type DC-DC converter

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 고주파 출력을 얻기 위해 직렬공진 회로에 병렬공진 회로를 부가하고 직렬공진회로의 전류를 병렬공진회로의 주입전류로 사용함으로써 스위치의 전류 분담을 감소시키는 영전압 스위칭을 이용한 공진전류 주입형 고주파 인버터 링크형 DC-DC 컨버터를 제안하고 그 동작특성 및 특성평가를 도식적으로 명확하게 표현하였다.
제안회로의 해석은 무차원화 파라미터를 도입하여 범용성 있게 기술하고 있으며, 기본동작 원리 및 운전특성을 스위칭 주파수와 부하 파라미터에 따라 특성평가를 하였다.
특성 평가에서 얻어진 특성치를 기초로 하여 회로의 설계자료를 도출하고 동시에 회로설계 기법의 일례를 제시하였다. 또한, 범용 시뮬레이터툴인 Pspice을 사용하여 얻은 시뮬레이션 파형과 Power-MOSFET를 스위칭 소자로 사용한 실험결과를 비교·검토함으로서 특성해석의 정당성 및 고주파 전원으로서의 실용적인 측면도 검토하였다.
본 연구를 통해 얻어진 결과로부터 향후 제안한 공진전류 주입형 고주파 인버터는 유도가열 응용을 비롯하여 고주파 발진을 이용한 DC-DC 컨버터 및 중·소용량의 전력변환장치에 응용가능성을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper presents a novel single-stage high frequency resonant inverter link type dc-dc converter using zero voltage switching with high power-factor. The proposed topology is integrated half-bridge boost rectifier as power factor corrector(PFC) and half-bridge high frequency resonant converter into a single-stage. The input stage of the half-bridge boost rectifier works in discontinuous conduction mode(DCM) with constant duty cycle and variable switching frequency. So that a boost converter makes the line current follow naturally the sinusoidal line voltage waveform.
Simulation results have demonstrated the feasibility of the proposed high frequency resonant inverter. Characteristics values based on characteristics analysis through circuit analysis is given as basis data in design procedure. Also, experimental results are presented to verify theoretical discussion. This proposed inverter will be able to be practically used as a power supply in various fields as induction heating applications, fluorescent lamp and DC-DC converter etc.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 단일 전력단 고주파 공진 DC-DC 컨버터 = 3
• 2.1 회로 구성 = 3
• 2.2 회로 해석 = 6
• 2.3 이론 파형 = 21
• Ⅱ. 특성 평가 = 26
• 3.1. 부스트 컨버터 = 26
• 3.2. 하프 브리지 고주파 DC-DC 컨버터 = 29
• Ⅳ. 실험 결과 및 고찰 = 32
• 4.1. 주회로 및 제어회로 = 32
• 4.2. 실험 결과 = 39
• Ⅴ. 결론 = 43
• 참고문헌 = 44
• Abstract = 47