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비접촉 전원장치에 적용한 LCC형 고주파 공진 DC/DC 컨버터에 관한 연구
A Study on the LCC Type High Frequency DC/DC Converter for Contactless Power Supply System 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.21 no.6, 2007년, pp.55 - 64  

김동희 (영남대학교 전기공학과) ,  황계호 ((주)신성이엔지 기술연구소)

초록
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본 논문은 부하직렬 고주파 공진 DC/DC 컨버터에 가변 가능한 공진커패시터를 병렬로 삽입한 LCC형 고주파 공진 DC/DC 컨버터의 특성과 설계 예를 나타내고 있으며, 또한 턴-오프시 스위칭 손실을 줄이기 위해 ZVS를 가지는 소프트 스위칭을 사용하였다. 제안 컨버터는 PFM(Pulse Frequency Modulation) 스위칭 패턴을 사용하여 동작되며, PFM 제어에 의해 제안 회로의 출력전압을 제어하였다. 병렬커패시터의 커패시턴스의 변화에 따라, DC/DC 컨버터의 분석은 일반적으로 무차원화 파라미터를 사용하여 나타내었고, 회로 동작 특성은 스위칭 주파수와 파라미터로 행하였다. 또한 본 논문은 특성평가에 의해 제안 DC/DC 컨버터의 동작 특성과 회로 설계 방법을 제시하였다. 더욱이 본 논문은 실험을 통해 이론 분석의 정당성을 입증하였다. 향후 제안한 DC/DC 컨버터는 반도체 및 FPD의 클린룸에 선형이동 시스템의 비접촉 전원장치에 적용 가능하다고 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper represents characteristics and design example of series loaded LCC type high frequency resonant DC-DC converter with variable parallel capacitor in the secondary side of inductive power transformer. In this converter, ZVS(zero voltage switching) technique is applied to reduce turn-off swi...

주제어

#Resonant DC/DC converter   #Inductive Coupler   #FPD(Flat Panel Display)  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 반도체 및 LCD 생산 공정 장비에 고청정을 위한 전원장치로 전기적 접촉이 없이 자기장을 이용한 에너지를 전달하는 비접촉 전원장치에 관한 연구를 수행하였다.
  • 본 논문은 전원 용량이 큰 특수한 산업분야인 반도처], LCD 생산 공정에 접촉식 전원장치의 단점을 해결하기 위한 전기적 접촉이 없이 자기장을 이용한 에너지를 전달하는 비접촉 전원장치에 관한 연구를 수행하였다. 연구대상회로는 비접촉 전원장치에 적용하기 위해 부하직렬 고주파 공진 DC/DC 컨버터에 공진커패시터를 병렬로 삽입한 LCC형 고주파 공진 DC/DC 컨버터로 하였다.

가설 설정

  • 따라서 2차 코일에 전류가 발생하여 2차측 전원공급장치에 인가된다. 일반적인 변압기는 밀 결합에 의한 높은 결합계수로 에너지 전달 효율이 좋으며, 반면에 그림 2 (b)의 비접촉 변압기는 일반 변압기보다 큰 공극에 의한 낮은 결합계수를 가지므로 에너지 전달 효율이 낮아진다. 이러한 비접촉 변압기를 적용한 다양한 고주파 공진 DC/DC 컨버터를 사용하여 에너지 전달 효율을 높이는 연구가 진행되고 있다{3-7].
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참고문헌 (8)

  1. 강성룡, '2005 부품.소재로드맵 총론', 산업기술재단, pp.165-170., 2005. 12 

  2. 강성룡, '2005 부품.소재로드맵 반도체.디스플레이 장비부품', 산업기술재단, pp.474-579, 2005 .12 

  3. Hideaki Abe, Hiroshi Sakamoto and Koosuke Harada, 'A Non-Contact Charger using A Resonant Converter with Parallel Capacitor of the secondary coil', APEC'98, pp,136-141, 1998 

  4. J. T. Boys, G. A. Covic and A. W. Green, 'Stability and Control of inductively coupled power transfer systems', IEE Proc-Electr. Power Appl., Vol 148, No. 1, January, 2000 

  5. Hideki Ayano, Kouki Yamamoto, Noriaki Hino, and Ikuo Yamato, 'Highly Efficient Contactless Electriacl Energy Transmission System', IEEE, pp.1364-1369, 2002 

  6. 황계호, 강도현, 김종무외 5명, 'TFLM에 적용한 직.병렬 공진형 DC/DC 컨버터의 출력전압 제어에 관한 연구', 반도체 및 디스플레이 장비학회 논문지, Vol.4(1), pp.9-15, 2005 

  7. 공영수, 김은수, 양승철, 김종무, 신병철, '직.병렬 공진형 컨버터를 이용한 비접촉전원', 전력전자학회 논문지, 제9권 제5호, pp.405-412, 2004, 10 

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  8. 황계호, 김동희외 4명, '공진 전압 합성형 DC/DC 컨버터의 특성해석', 대한전기학회 논문지, Vol.49B(1), pp.40-47, 2000 

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