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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

김진호 (국민대학교, 國民大學校 大學院)

지도교수
洪成洙
발행연도
2013
저작권
국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수4

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2013

고정 위상 동작 인버터를 포함하는 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터
김진호 ,  박재성 ,  김홍권 외 6명 전력전자학회논문지 2013.04 학술저널
능동 비동기식 2차 측 전압 클램프 회로를 적용한 Double-Ended 정류기 구조의 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터의 해석
김진호 電子工學科 2013.01 학위논문

2012

고정 위상 동작 인버터를 포함하는 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터
김진호 ,  박재성 ,  김홍권 외 6명 전력전자학회 학술대회 논문집 2012.07 학술대회자료

초록· 키워드

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본 논문은 낮은 입력 전압, 높은 출력 전류의 대용량 전원공급기에서 주로 사용되는 Double-Ended 정류기 구조의 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터의 2차 측 동기 정류기의 공진 전압의 클램프에 관한 것이다. 기존에는 2차 측 동기 정류기 스위치의 양단 전압 클램프를 위해 구조가 간단하고 구현이 쉬운 RCD 클램프 회로가 주로 사용되었다. 이 방식은 2차 측 동기 정류기 스위치의 드레인에 다이오드를 연결하여 커패시터와 병렬로 연결되어 있는 저항을 통해 2차 측 동기 정류기 스위치의 양단 전압을 일정한 전압으로 제한하는 방식이다. 기존 방식의 경우, 누설 인덕턴스(LK)와 2차 측 동기 정류기 스위치의 드레인-소스간 커패시터(COSS(SR))의 공진에 의해 발생하는 공진 에너지를 단순히 RCD 클램프 회로의 저항에서 열로 소모시키기 때문에 고효율을 달성하기에는 어려움이 있다.
본 논문에서 분석한 "능동 비동기식 2차 측 전압 클램프 회로를 적용한 Double-Ended 정류기 구조의 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터"는 2차 측 동기 정류기 스위치에 기존 RCD 클램프 회로와 같이 다이오드와 커패시터를 연결하고, 저항을 사용하는 대신 능동 스위칭 회로를 이용하여 커패시터에 저장되는 에너지를 출력으로 전달하는 방식이다. 따라서 능동 스위칭 회로가 이상적이라면 클램프 회로에서 소모하는 전력이 없으므로 고 효율, 고 전력밀도의 회로 구현이 가능하다는 장점이 있다. 본 논문에서는 기존의 Double-Ended 정류기 구조의 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터와 Commutating 인덕터, 클램프 다이오드를 적용한 Double-Ended 정류기 구조의 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터, RCD 클램프 회로를 적용한 Double-Ended 정류기 구조의 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터를 기존 회로로써 분석하였다. 또한, "능동 비동기식 2차 측 전압 클램프 회로를 적용한 Double-Ended 정류기 구조의 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터"를 해석하고, 초기 동작 시 능동 스위칭 회로의 과전류를 방지하기 위해 Hysteresis를 이용한 클램프 전압 제어 회로를 제안하고, 능동 비동기식 2차 측 전압 클램프 회로의 설계 방법을 제시하고, 시작품을 제작하여 이를 이용한 실험결과를 바탕으로 타당성을 검증한다.

목차

국문요약 ………………………………………………………… viii
1. 서 론 …………………………………………………………… 1
2. 기존 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터의 분석 ………… 3
2.1 Double-Ended 정류기 구조의 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터 …………………………………………………… 3
2.1.1 특징 ………………………………………………… 3
2.1.2 동작원리 ……………………………………………… 4
2.1.3 모드 해석 …………………………………………… 5
2.1.4 입출력 전압 변환비 ……………………………… 13
2.1.5 지상레그의 ZVS 및 2차 측 동기 정류기의 공진 전압 ………………………………………………………………… 14
2.2 Commutating Inductor를 적용한 Double-Ended 정류기 구조의 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터 ……………… 15
2.2.1 특징 ………………………………………………… 15
2.2.2 동작원리 …………………………………………… 16
2.2.3 모드 해석 …………………………………………… 16
2.2.4 입출력 전압 변환비 ……………………………… 25
2.2.5 Duty 손실 및 ZVS 및 2차 측 동기 정류기의 공진 전압 ………………………………………………………………… 26
2.3 RCD Snubber를 적용한 Double-Ended 정류기 구조의 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터 …………………………… 27
2.3.1 특징 ………………………………………………… 27
2.3.2 동작원리 …………………………………………… 27
2.3.3 모드 해석 …………………………………………… 28
2.3.4 입출력 전압 변환비 ……………………………… 38
2.3.5 RCD 클램프 회로의 저항 값 설계 ……………… 38
2.3.6 RCD 클램프 회로를 이용한 클램프 전압과 전력 소모의 관계 ………………………………………………………… 41
3. 능동 비동기식 2차 측 전압 클램프 회로를 적용한 Double-Ended 정류기 구조의 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터의 해석 ………………………………………………………………… 40
3.1 배경 및 목적 ……………………………………………… 42
3.2 동작 원리 ………………………………………………… 43
3.3 능동 비동기식 회로 : 벅 컨버터 ……………………… 43
3.4 능동 비동기식 회로의 제어 : 벅 컨버터 ……………… 43
3.5 능동 비동기식 회로의 초기 구동 ……………………… 44
3.5.1 초기 구동 시 Hysteresis를 이용한 클램프 전압 제어 ………………………………………………………………… 44
4. 실험 및 결과 ………………………………………………… 47
4.1 실험 파형 ………………………………………………… 46
4.2 효율 ……………………………………………………… 51
5. 결 론 …………………………………………………………… 52
6. 향후 계획 ……………………………………………………… 54
참고 문헌 ………………………………………………………… 55
Abstract ………………………………………………………… 58

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