1차측 환류 다이오드를 제거한 ZVZCS Three Level DC/DC 컨버터에 관한 연구 (A Study on the ZVZCS Three Level DC/DC Converter without Primary Freewheeling Diodes)

서지정보

· 발행기관 : 한국조명.전기설비학회
· 수록지 정보 : 조명.전기설비학회논문지 / 16권 / 6호 / 66 ~ 73페이지
· 저자명 : 김용, 배진용, 백수현, 권순도, 김필수, 계상범

초록

본 논문에서는 1차측 환류 다이오드를 제거한 ZVZCS(영전압 영전류 스위칭) Three Level DC/DC 컨버터에 관하여 논하였다. 제안된 컨버터는 1차측 회로를 Three Level 결선하고, 여기에 위상이동 스위칭 방법을 이용하여, 스위치 전압 스트레스를 저감시킬 수 있으므로, 기존의 Full-Bridge 컨버터에 비하여 스위칭 손실이 적고, 고전압 응용 분야에 적합하다. 기존의 경우 2차측에 한 개의 커패시터와 두 개의 다이오드를 이용한 보조회로를 부가하여, 누설 인덕터와 2차측 보조 커패시터를 이용하여 공진을 일으킴으로써 주 스위치의 영전압 영전류 스위칭(ZVZCS)이 가능하였다. 그러나 새로운 컨버터는 기존의 보조 회로에 결합 인덕터를 추가함으로써, 누설 인덕터, 2차측 보조 커패시터, 2차측 결합 인덕터가 공진을 일으키므로 기존의 경우보다 도전 손실이 저감된 고효율 컨버터를 구현할 수 있다. 또한 1차측 순환 전류의 현저한 감소로 환류 손실이 작아지며, 1차측에 환류 다이오드를 제거한 경제적인 Three Level 컨버터를 구현하였다. 본 논문에서는 제안된 컨버터의 동작원리, 해석 및 특성에 대해서 논하였으며, IGBT를 사용하여 1[kW]급 시작품을 제작, 50[㎑]에서 실험하였다.

영어초록

This paper presents ZVZCS(Zero-Voltage and Zero-Current Switching) Three Level DC/DC Converter without primary freewheeling diodes. The new converter presented in this paper used a phase shift control with a flying capacitor in the primary side to achieve ZVS for the outer switches. A secondary auxiliary circuit, which consists of one small capacitor, two small diodes and one coupled inductor, is added in the secondary to provide ZVZCS conditions to primary switches, ZVS for outer switches and ZCS for inner switches. Many advantages include simple secondary auxiliary circuit topology, high efficiency, and low cost make the new converter attractive for high power applications. Also the circulating current flows through the circuit so that it causes the needless conduction loss to be occurred in the devices and the transformer of the circuit. The new converter has no primary auxiliary diodes for freewheeling current. The principle of operation, feature and design considerations are illustrated and verified through the experiment with a 1[㎾] 50[㎑] IGBT based experimental circuit.

참고자료

· 없음