스위칭 전원장치에서 고주파 스위칭을 함으로써 수동 소자들의 크기를 소형화 시킬 수 있는 반면에 스위칭 주파수가 높아질수록 스위치에서 손실과 스트레스가 증가한다. 따라서 고속 스위칭시 이러한 단점을 개선하기 위해서 공진을 이용한 영점스위칭 기법을 사용한다. 일반적으로 영점 스위칭 기법은 영전류 스위칭(Zero Current Switching, ZCS)과 영전압 스위칭 (...
스위칭 전원장치에서 고주파 스위칭을 함으로써 수동 소자들의 크기를 소형화 시킬 수 있는 반면에 스위칭 주파수가 높아질수록 스위치에서 손실과 스트레스가 증가한다. 따라서 고속 스위칭시 이러한 단점을 개선하기 위해서 공진을 이용한 영점스위칭 기법을 사용한다. 일반적으로 영점 스위칭 기법은 영전류 스위칭(Zero Current Switching, ZCS)과 영전압 스위칭 (Zero Voltage Switching)으로 구분된다. 영전류 스위칭시 전압과 중복되는 전류가 거의 0이므로 스위칭 손실이 거의 0이된다. 또한, 스위치 내부의 기생 인덕턴스도 공진 인덕턴스 Lr에 포함되므로 기생 인덕턴스에 의한 off시 전압서지가 저감된다. 영전압 스위칭시 스위치의 전압이 off될 때 정현적으로 공진하고 on․off 천이시 0점을 지나므로 스위칭 손실이 거의 0이다. 또한, 기생 인덕턴스 및 기생 캐패시턴스가 공진시 흡수되므로 on 천이시의 전류서지 및 off 천이시의 전압서지가 제거된다. 그런데 영전류 스위칭과 영전압 스위칭은 부하와 입력전압이 어떤 조건에 만족할 경우에만 가능하다. 그러므로 넓은 부하 범위에서 높은 주파수로 스위칭하기 위해서는 두가지 스위칭 기법을 이용한 방법이 사용되고 있다. 본 논문에서는 도통손실을 감소시킨 강압형 영전류-영전압 스위칭 컨버터를 제안한다. 기존의 영전류-영전압 스위칭 컨버터와 비교해 볼 때, 제안한 컨버터는 보조스위치의 지로를 달리하여 기존 컨버터의 보조스위치에서 밸생하던 도통손실을 감소시켜 보다 작은 정격전력에서 보조스위치가 스위칭 동작을 한다. 30kHz에서 160W (30V, 5.3A)의 정격을 갖는 실험회로에 대해서 Pspice를 이용한 시뮬레이션 결과와 실험결과를 제시하였다.
스위칭 전원장치에서 고주파 스위칭을 함으로써 수동 소자들의 크기를 소형화 시킬 수 있는 반면에 스위칭 주파수가 높아질수록 스위치에서 손실과 스트레스가 증가한다. 따라서 고속 스위칭시 이러한 단점을 개선하기 위해서 공진을 이용한 영점 스위칭 기법을 사용한다. 일반적으로 영점 스위칭 기법은 영전류 스위칭(Zero Current Switching, ZCS)과 영전압 스위칭 (Zero Voltage Switching)으로 구분된다. 영전류 스위칭시 전압과 중복되는 전류가 거의 0이므로 스위칭 손실이 거의 0이된다. 또한, 스위치 내부의 기생 인덕턴스도 공진 인덕턴스 Lr에 포함되므로 기생 인덕턴스에 의한 off시 전압서지가 저감된다. 영전압 스위칭시 스위치의 전압이 off될 때 정현적으로 공진하고 on․off 천이시 0점을 지나므로 스위칭 손실이 거의 0이다. 또한, 기생 인덕턴스 및 기생 캐패시턴스가 공진시 흡수되므로 on 천이시의 전류서지 및 off 천이시의 전압서지가 제거된다. 그런데 영전류 스위칭과 영전압 스위칭은 부하와 입력전압이 어떤 조건에 만족할 경우에만 가능하다. 그러므로 넓은 부하 범위에서 높은 주파수로 스위칭하기 위해서는 두가지 스위칭 기법을 이용한 방법이 사용되고 있다. 본 논문에서는 도통손실을 감소시킨 강압형 영전류-영전압 스위칭 컨버터를 제안한다. 기존의 영전류-영전압 스위칭 컨버터와 비교해 볼 때, 제안한 컨버터는 보조스위치의 지로를 달리하여 기존 컨버터의 보조스위치에서 밸생하던 도통손실을 감소시켜 보다 작은 정격전력에서 보조스위치가 스위칭 동작을 한다. 30kHz에서 160W (30V, 5.3A)의 정격을 갖는 실험회로에 대해서 Pspice를 이용한 시뮬레이션 결과와 실험결과를 제시하였다.
In a switching power supply the high frequency switching makes the passive components small, but the losses and the stresses of swithces are increased by the high frequency switching. Therefore, zero crossing technology using resonance is used to improve defects in high switching. Generally, zero cr...
In a switching power supply the high frequency switching makes the passive components small, but the losses and the stresses of swithces are increased by the high frequency switching. Therefore, zero crossing technology using resonance is used to improve defects in high switching. Generally, zero crossing switching consists of Zero Current Switching and Zero Voltage Switching. In ZCS, Voltage and overlapped current are almost zero. And ZCS has no switching losses. Surge voltage is decreased at the switch off because the parasitic inductance in the switch is absorbed in resonant inductance Lr. In ZVS, the voltage of switch is resonated sinusoidally at off and is transient in zero. Therefore the switching loss is zero. The parasitic inductance and capacitance are absorbed in resonant state. Surge current and surge voltage are remove at on transient and off transient respectively. However, ZCS and ZVS can be occurred when the load and the input voltage are matched in some conditions. Therefore, it has used two switching techniques to switch in the wide-load range and the high frequency. This paper proposes a Buck ZC-ZCS Converter with Reduced Conduction Losses. When compared with a conventional a Buck ZC-ZCS Converter, the proposed converter operates with the smaller rated power. This is achieved by change the auxiliary switch position, which reduces its rating power. Simulation results using results using Pspics program about test circuit with rated 160W(30V,5.3A) at 30kHz and experiment result under same condition were described in this paper.
In a switching power supply the high frequency switching makes the passive components small, but the losses and the stresses of swithces are increased by the high frequency switching. Therefore, zero crossing technology using resonance is used to improve defects in high switching. Generally, zero crossing switching consists of Zero Current Switching and Zero Voltage Switching. In ZCS, Voltage and overlapped current are almost zero. And ZCS has no switching losses. Surge voltage is decreased at the switch off because the parasitic inductance in the switch is absorbed in resonant inductance Lr. In ZVS, the voltage of switch is resonated sinusoidally at off and is transient in zero. Therefore the switching loss is zero. The parasitic inductance and capacitance are absorbed in resonant state. Surge current and surge voltage are remove at on transient and off transient respectively. However, ZCS and ZVS can be occurred when the load and the input voltage are matched in some conditions. Therefore, it has used two switching techniques to switch in the wide-load range and the high frequency. This paper proposes a Buck ZC-ZCS Converter with Reduced Conduction Losses. When compared with a conventional a Buck ZC-ZCS Converter, the proposed converter operates with the smaller rated power. This is achieved by change the auxiliary switch position, which reduces its rating power. Simulation results using results using Pspics program about test circuit with rated 160W(30V,5.3A) at 30kHz and experiment result under same condition were described in this paper.
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