유도 전동기 구동용 다이오드 브릿지-타입 ZVT 인버터

이성룡,고성훈,송인석 전력전자학회 1999 전력전자학회 논문지 Vol.4 No.6

최근에 유도 전동기의 고효율 구동을 위하여 ZVT(Zero Voltage Transition) 언버터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며 또한 많은 토폴로지가 제안되었다. 하지만 기존의 ZVT 인버터는 보조공진 회로부분에 과도한 컴포년트의 추가사용으로 인하여 가격상승 및 제어회로가 복잡해지는 문제점이 있다. 이의 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 보조 공진 수위치 하나만을 사용하는 다이오드 브릿지-타입 ZVT 인버터를 제안하고, 이의 동작을 이론적으로 해석하였으며, ZVT용 보조공진회로의 설계 방법에 대하여 논하였다. 또한 제안된 ZVT 인버터가 최적의 조건으로 구동하기 위한 공진기간 가변제어에 대해 논의하고 이의 유용성을 시뮬레이션 및 실험을 통하여 입증하였다. In this paper, the diode bridge-type ZVT(Zero- Voltage Transition) inverter is proposed. It consists of one a auxiliaI${\gamma}$ switch, three resonant inductors and six blockin당 diodes. So, the main advantage of the proposed t torXJ!ogy is the reduction of the auxiliar${\gamma}$ switch compare to the conventional ZVT inverter. The topology of t the propostxl lVT inverter is analyztxl with a description of the control conditions based on the load current. A And the resonant period control for operating the proposed inverter optimally is discussed by using resonant i inductor current ftxxlback. To verify the proposed topology, the detailed simulation and exJX끼mental results i indicate that zero volta당e operation during transition can be achieved.

동적 전류분담 인덕터를 이용한 ZVT 풀 브리지 컨버터의 병렬 운전

김용,Kim, Yong 한국조명전기설비학회 2002 조명·전기설비학회논문지 Vol.16 No.4

This paper presents parallel operation of ZVT(Zero Voltage Transition) FUll Bridge Converter with Dynamic Current Shared Inductor. In the conventional method, CT(Current Transformer) have been used tn share the load current equally with converters. In this system, at parallel operation of ZVT Full Bridge Converter, dynamic current shared inductor divides the same current of unit converter and ZVT circuit aids to high efficiency. Superiority of the characteristics is verified through the experiment with a 2[㎾], 50[㎑] prototype converter. 본 논문에서는 동적 전류분담 인덕터를 이용한 ZVT 풀 브리지 DC/DC 컨버터의 병렬운전 특성을 해석하였다. 기존의 경우 CT(Current Transformer)를 사용하여 각 단위 컨버터 전류의 크기를 감지하여, 제어회로에서 각 컨버터에 균등한 전류 배분을 하는 방법을 사용하였으나, 본 연구에서는 동적 전류분담 인덕터를 사용함으로써 병렬운전하는 두 대의 풀 브리지 컨버터의 전류분배를 위한 제어회로를 비교적 단순하게 하였다. 동시에 ZVT회로를 이용하여 컨버터의 효율을 향상시켰으며 스위칭소자로서 IGBT를 사용하여 2[㎾]급 시작품을 제작, 50[KHz]에서 실험하였다.

ZVT 스위칭 기법을 적용한 PFC-인버터

이성룡,전칠환,권순신 전력전자학회 2000 전력전자학회 논문지 Vol.5 No.6

최근 들어 인버터 에어컨과 같은 유도전동기 구동 분야에서 인버터에 역달제어회로를 부가한 PFC 인버터에 대한 논의가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 이러한 PFC 인버터의 효율을 개선하기 위하여 ZVT 스위칭 기법을 적용하는 방법에 대하여 논하고, 이ㅡㄹㄹ 동작 모드에 따른 해석과 함께 최적의 회로를 설계하였으며, 제안된 회로를 시뮬레이션 및 실험을 통하여 그 유용성을 입증하였다. A soft-switching PFC-Inverter for using AC motor drive such as the inverter air-conditioner with single phase medium size is proposed. In order to improve the power factor and the efficiency, in this paper, the ZVT topoloty in the conventional PFC-Inverter is adopted. So, the operation mode of the proposed ZVT PFC-Inverter is analyzed and the optimum circuit is designed. At last, the PSPICE, PSIM simulation and experiment results are presented in order to verify the validity of the proposed circuit.

전파형 ZVT-PWM DC-DC 컨버터

김태우,안희욱,김학성 전력전자학회 2001 전력전자학회 논문지 Vol.6 No.3

This paper proposes a full wave mode ZVT-PWM boost converter. The converter with the auxiliary switch in a full wave mode makes possible soft switching operation of all switches including the auxiliary switch whereas the auxiliary switch is turned off with hard switching in the conventional converter. Therefore, the proposed converter reduces the turn-off switching loss and switching noise of the auxiliary switch without additional passive and/or active elements and high power density system can be realized. 본 논문에서는 전파형 ZVT-PWM 승압형 컨버터를 제안한다. 보조 스위치를 전파형 모드에서 동작을 시킴으로써, 기존의 컨버터에서 보조 스위치가 턴-오프 순간에 하드 스위칭(hard switching)을 하는 반면에 제안된 컨버터는 수동 및 능동 소자를 추가하지 않고 보조 스위치의 턴-오프 손실과 스위칭 잡음(noise)을 줄였고 그리고 고전력 밀도 시스템을 구현할 수 있다.

액티브 보조 공진 스너버를 이용한 ZVT-PWM AC-DC 컨버터의 실험적 고찰

서기영,문상필,김주용,박진민 한국조명전기설비학회 2004 조명·전기설비학회논문지 Vol.18 No.2

본 논문에서 액티브 스너버 회로를 가진 영전압 변환 펄스 폭 변조(ZVT-PWM) 컨버터를 제안하였다. 제안된 컨버터는 경부하 상태에서도 동작하며, 영전압 스위칭과 영전류 스위칭 부근에서 온-오프 되며, 주 스위치와 주다이오드에 전압과 전류의 스트레스가 추가적으로 발생하지 않는다. 그리고 보조 스위치와 보조 다이오드의 전압과 전류 허용 레벨을 제시하였다. 제안된 750[W], 80[KHz] PWM 부스터 컨버터는 전 출력 전력에서 소프트 스위칭 컨버터를 적용하여 실행한 결과 주 스위치에서의 손실은 하드 스위칭과 비교해서 약 27[%], 전체 회로 손실은 약 36[%] 저감되었으며, 전체 효율은 기존의 컨버터보다 보다 6{%] 정도 향상됨을 확인하였다. Zero Voltage Transition Pulse Width Modulation (ZVT-PWM) converter with active snubber circuit was proposed on this paper. The converter that has been proposed snubber circuit can be operated at the condition of light load range, and this converter is turned on and off near by Zero Voltage Switching (ZVS) or Zero Current Switching (ZCS). If the stress of voltage and current are not occurred at the main switch and main diode, we subjected the allowed level of voltage and current on the auxiliary switch and auxiliary diodes. By proposed 750[W], 80[KHz] PWM boost converter to apply soft switching on the power of total output, the loss of main switch to compare with hard switching was reduced about 27[%], and the loss of total circuit was reduced about 36[%]. The total efficiency was increased about 6[%] to compare with general converter.

Design of ZVT-ZCT buck converter based on self-tracking ZCD algorithm

Zhou Dongguo,Wu Yangjie,Zhou Hong 대한전기학회 2022 Journal of Electrical Engineering & Technology Vol.17 No.1

In this study, a novel buck converter with a resonant circuit and self-tracking zero current detection (ZCD) algorithm is proposed. The active resonant circuit provides main switch and auxiliary switch. In this converter all switching devices operate with soft switching, to tun on with (ZVT) zero-voltage transition and to turn off with (ZCT)zero-current transition. The PWM self-tracking ZCD algorithm improves the conversion effi ciency and avoid reverse current. The operation principle and detailed steady-state analysis of the ZVT-ZCT buck converter are given. The buck converter can operate with soft switching at high frequencies which has a simple structure. The presented theoretical analysis is verifi ed exactly by a MATLAB simulation experiment and a prototype of 1 kW and 100 kHz buck converter. The converter can eff ectively reduce current and voltage stress, reduce losses and improve power conversion effi ciency.

개선된 AC/DC PFC ZVT Boost 컨버터

유종규,김용,배진용,이은영,조규만,Ryu, Jong-Gyu,Kim, Yong,Bae, Jin-Yong,Lee, Eun-Young,Cho, Kyu-Man 한국조명전기설비학회 2005 조명·전기설비학회논문지 Vol.19 No.8

본 논문에서는 보조 스위치의 하드 스위칭 문제를 개선한 AC/DC PFC(Power-Factor-Correction) ZVT(Zero-Voltage-Transition) Boost 컨버터에 관하여 논하였다. 기존의 AC/DC PFC ZVT Boost 컨버터는 주 스위치 턴온 시 보조 스위치를 함께 동작시켜 경부하시에도 강제적으로 영전압 스위칭이 가능하게 함으로써 전 부하범위에서 주 스위치 손실을 저감하였다. 그러나 보조 스위치에서의 손실이 크며 주 스위치의 턴온시 역방향 전류가 증가하는 문제점을 지닌다. 따라서 본 연구에서는 기존의 ZVT 컨버터에 단지 하나의 다이오드를 추가함으로써 보조 스위치의 전류 스트레스 및 주 스위치의 턴온시 역방향 전류를 감소시키게 되어 효율 향상을 기할 수 있었다. 본 논문에서는 MOSFET를 사용하여 640[W]급 시작품을 제작, 100[kHz]에서 실험하였다. This paper presents the improved AC/DC PFC(Power-Factor-Correction) ZVT(Zero-Voltage-Transition) Boost Converter. The conventional AC/DC PFC ZVT Boost Converter minimizes the switching loss of the main switch within all of the load range. That is because AC/DC PFC ZVT Boost converter makes the main switch and the auxiliary switch turn on simultaneously so that it makes ZVS (Zero-Voltage-Switching) possible at the light load. However, it has two problems that ale large loss of the auxiliary switch and the increasing of the reverse current of the main switch. Therefore this research presents high efficiency to reduce the current stress of the auxiliary switch and the reverse current of main switch by adding a diode to the conventional ZVT converter. The prototype of 640[W], 100[kHz] system using MOSFET is implemented for this experimental verification.

능동 스너버를 갖는 ZVT PWM AC-DC 승압 컨버터

金春杉(Choon-Sam Kim),成源基(Won-Ki Sung),李廷紋(Jung-Moon Lee),崔燦石(Chan-Sok Choi),金洙弘(Soo-Hong Kim) 대한전기학회 2008 전기학회논문지 Vol.57 No.2

Most of converter system could obtain almost unity power factor and make input current sinusoidal waveform, but they have many problems, such as electromagnetic interference and switching losses caused by switching noise in main switch. To solve these problems in hard switching PFC converter, soft switching converter using a resonant between capacitor and inductor is invented In this paper, advantages and disadvantages of conventional ZVT(Zero-Voltage-Transition) soft switching converter using a auxiliary resonant circuit is discussed. Then Improved ZVT soft switching converter proposed. This improved ZVT converter's operation principal, specific property, design scheme of main are described. From Simulation and experiment results of conventional ZVT soft switching and improved ZVT soft switching converter with active snubber, characteristics of the converter are confirmed.

개선된 전파형 ZVT PWM DC-DC 컨버터

김태우,김학성 전력전자학회 2004 전력전자학회 논문지 Vol.9 No.1

In this thesis, improved full wave mode ZVT(Zero-Voltage-Transition) PWM DC-DC Converters are presented to maximize the regeneration ratio of resonant energy by only putting an additional diode in series with the auxiliary switch. The operation of the auxiliary switch in a half wave mode makes it possible soft switching operation of all switches including the auxiliary switch whereas it is turned off with hard switching in conventional converter. The increase of the regeneration ratio to resonant energy results in low commutation losses and minimum voltage and current stresses. The operation principles of the improved ZVT PWM DC-DC Converters are theoretically analyzed using the boost converter topology as an example. Both theoretical analysis and experimental results verify the validity of the PWM boost converter topology with the improved full wave mode ZVT PWM converters. 본 논문에서는 공진 에너지 회생율을 최대화하여 전체적인 효율을 증가시킨 개선된 전파형 ZVT(Zero-Voltage -Transition) PWM(Pulse-Width-Modulation) DC-DC 컨버터를 소개한다. 개선된 회로는 단지 기존 컨버터의 보조 스위치와 공진형 인덕터 사이에 직렬로 역공진 저지 다이오드를 추가로 달아서 모든 스위칭 소자들이 소프트 스위칭 조건에서 턴온/턴오프하여 스위칭 손실을 최소화하고, 공진 에너지를 완전히 입력으로 회귀시켜 전도손실을 절감하여 효율의 증감을 이루었다. 본 논문에서는 부스터 컨버터를 이용하여 개선된 컨버터의 동작을 분석하고, 실험결과를 바탕으로 제안된 회로의 타당성을 입증하였다.

Design and Control Method of ZVT Interleaved Bidirectional LDC for Mild-Hybrid Electric Vehicle

Soon-Ryung Lee,Jong-Young Lee,Won-Sang Jung,Il-Kwon Won,Joung-Hwan Bae,Chung-Yuen Won 대한전기학회 2018 Journal of Electrical Engineering & Technology Vol.13 No.1

In this paper, design and control method ZVT Interleaved Bidirectional LDC(IB-LDC) for mild-hybrid electric vehicle is proposed. The IB-LDC is composed of interleaved buck and boost converters employing an auxiliary inductor and auxiliary capacitors to achieve zero-voltage-transition. Operating principle of IB-LDC according to operation mode is introduced and mathematically analyzed in buck and boost mode. Moreover, PFM and phase control are proposed to reduce circulating current for low power range. Passive components design such as main inductor, auxiliary inductor and capacitors is suggested, considering ZVT condition and maximizing efficiency. Furthermore, a 600W prototype of ZVT IB-LDC for MHEVs is built and tested to verify validity.