국내 전동지게차의 충전기로는 누설변압기에 의한 충전기와 SCR(Silicon Controlled Rectifier)를 이용한 충전기가 대표적이며, 특히 산업현장의 70%이상은 제품가격이 저렴하고 높은 신뢰성을 유지하는 누설변압기 방식의 충전기를 사용하고 있다. 그러나 누설변압기 방식의 충전기는 준정전압, 준정전류 충전을 하기 때문에 효율이 약 65%로 높지 않으며, 상용 주파수를 사용하는 선형 변압기(Linear Transformer)를 이용하기 때문에 제품의 크기와 무게가 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 전동지게차용 누설변압기 방식의 충전기를 대체할 수 있는 IGBT(Insulated-gate Bipolar Transistor) 전력용 소자를 적용한 3kW급 스위칭 충전기의 설계 및 제작에 대하여 기술한다. 제작된 충전기는 승압형 컨버터와 ...
국내 전동지게차의 충전기로는 누설변압기에 의한 충전기와 SCR(Silicon Controlled Rectifier)를 이용한 충전기가 대표적이며, 특히 산업현장의 70%이상은 제품가격이 저렴하고 높은 신뢰성을 유지하는 누설변압기 방식의 충전기를 사용하고 있다. 그러나 누설변압기 방식의 충전기는 준정전압, 준정전류 충전을 하기 때문에 효율이 약 65%로 높지 않으며, 상용 주파수를 사용하는 선형 변압기(Linear Transformer)를 이용하기 때문에 제품의 크기와 무게가 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 전동지게차용 누설변압기 방식의 충전기를 대체할 수 있는 IGBT(Insulated-gate Bipolar Transistor) 전력용 소자를 적용한 3kW급 스위칭 충전기의 설계 및 제작에 대하여 기술한다. 제작된 충전기는 승압형 컨버터와 DC-DC 컨버터를 이용하여 두 개의 전력단으로 구성되었으며, 승압형 컨버터에서는 EMI 필터, AC-DC 정류기를 거쳐 Boost PFC(Power Factor Correction)를 통해 승압 및 고역률을 달성하였다. DC-DC 컨버터 1차 측에는 위상천이 풀 브리지 컨버터를 적용하여 고주파 스위칭 및 ZVS(Zero Voltage Switching)를 성취하여 고효율 및 부피, 무게를 감소시켰으며, 2차 측에는 Current Doubler를 적용하여 변압기 전류 정격을 감소시켰다. 개발된 충전기는 실제 전동지게차용 납축전지를 대상으로 한 정전류(Constant Current) 및 정전압(Constant Voltage) 제어를 통해 시스템의 성능 및 안정성을 검증하였다.
국내 전동지게차의 충전기로는 누설변압기에 의한 충전기와 SCR(Silicon Controlled Rectifier)를 이용한 충전기가 대표적이며, 특히 산업현장의 70%이상은 제품가격이 저렴하고 높은 신뢰성을 유지하는 누설변압기 방식의 충전기를 사용하고 있다. 그러나 누설변압기 방식의 충전기는 준정전압, 준정전류 충전을 하기 때문에 효율이 약 65%로 높지 않으며, 상용 주파수를 사용하는 선형 변압기(Linear Transformer)를 이용하기 때문에 제품의 크기와 무게가 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 전동지게차용 누설변압기 방식의 충전기를 대체할 수 있는 IGBT(Insulated-gate Bipolar Transistor) 전력용 소자를 적용한 3kW급 스위칭 충전기의 설계 및 제작에 대하여 기술한다. 제작된 충전기는 승압형 컨버터와 DC-DC 컨버터를 이용하여 두 개의 전력단으로 구성되었으며, 승압형 컨버터에서는 EMI 필터, AC-DC 정류기를 거쳐 Boost PFC(Power Factor Correction)를 통해 승압 및 고역률을 달성하였다. DC-DC 컨버터 1차 측에는 위상천이 풀 브리지 컨버터를 적용하여 고주파 스위칭 및 ZVS(Zero Voltage Switching)를 성취하여 고효율 및 부피, 무게를 감소시켰으며, 2차 측에는 Current Doubler를 적용하여 변압기 전류 정격을 감소시켰다. 개발된 충전기는 실제 전동지게차용 납축전지를 대상으로 한 정전류(Constant Current) 및 정전압(Constant Voltage) 제어를 통해 시스템의 성능 및 안정성을 검증하였다.
Chargers of domestic electric forklift are mainly the chargers using leakage transformer and chargers using SCR (Silicon Controlled Rectifier), especially more than 70% of industries are using the chargers with the method of leakage transformer which are inexpensive and maintain high reliability. Ho...
Chargers of domestic electric forklift are mainly the chargers using leakage transformer and chargers using SCR (Silicon Controlled Rectifier), especially more than 70% of industries are using the chargers with the method of leakage transformer which are inexpensive and maintain high reliability. However, since the charger with the method of leakage transformer are charging by quasi-constant voltage and quasi-constant current, the efficiency is about 65% which is not high and because it uses linear transformer which uses common frequency, it has demerits of increasing volume and weight of the product. This paper is to state the design and development of 3kw switching charger using IGBT (Insulated-gate Bipolar Transistor) power device which can replace leakage transformer type charger for electric forklift. The charger made is composed of two power stages using step-up converter and DC-DC converter, and in step-up converter through EMI filter, AC-DC rectifier and Boost PFC (Power Factor Correction) attained boosting the voltage and high power factor. On the primary side of DC-DC converter we applied phase shift full bridge converter to achieve high frequency switching and ZVS (Zero Voltage Switching) and gained high efficiency and decreased volume and weight, and on the secondary side we applied Current Doubler to decrease transformer current rating. For the charger developed, the performance and stability of the system was verified through charging constant current mode and constant voltage mode with the object of the lead-acid battery for electric forklift.
Chargers of domestic electric forklift are mainly the chargers using leakage transformer and chargers using SCR (Silicon Controlled Rectifier), especially more than 70% of industries are using the chargers with the method of leakage transformer which are inexpensive and maintain high reliability. However, since the charger with the method of leakage transformer are charging by quasi-constant voltage and quasi-constant current, the efficiency is about 65% which is not high and because it uses linear transformer which uses common frequency, it has demerits of increasing volume and weight of the product. This paper is to state the design and development of 3kw switching charger using IGBT (Insulated-gate Bipolar Transistor) power device which can replace leakage transformer type charger for electric forklift. The charger made is composed of two power stages using step-up converter and DC-DC converter, and in step-up converter through EMI filter, AC-DC rectifier and Boost PFC (Power Factor Correction) attained boosting the voltage and high power factor. On the primary side of DC-DC converter we applied phase shift full bridge converter to achieve high frequency switching and ZVS (Zero Voltage Switching) and gained high efficiency and decreased volume and weight, and on the secondary side we applied Current Doubler to decrease transformer current rating. For the charger developed, the performance and stability of the system was verified through charging constant current mode and constant voltage mode with the object of the lead-acid battery for electric forklift.
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