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LLC 하프 브리지 공진형 컨버터 효율 특성
The Efficiency Characteristics of LLC Half-Bridge Resonant Converter 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.60 no.7, 2011년, pp.1366 - 1371  

김성완 (목포대학 공대 전기공학과) ,  김창선 (목포대학 공대 전기공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The resonant converter cause the high voltage stress according to the input voltage, which increases the conduction loss in converter power switches. The topology of LLC half bridge resonant converter provides ZVS characteristic and also the stress of voltage and current is smaller than that of the ...

주제어

#LLC half bridge resonant converter   #ZVS   #Highest efficiency  

AI 본문요약
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제안 방법

  • 파워 Stage부분은 주파수영역 및 Dead-time을 조절하면서 LLC가 정확한 동작영역에서 ZVS스위칭을 하도록 하였다. EFD3030트랜스포머의 와인딩(winding)에 의해서는 충분한 인덕턴스 값을 얻을 수 없었으므로 외부에 작은 인덕터를 추가하여 공진 값을 결정하였다.
  • TEA1610의 제어칩을 사용하여 전체회로를 구성하였고 전류 및 전압사양에 따라 각각의 부품을 선정하였다. 제어 부분은 TEA1610주변회로로써 저항과 커패시터의 값을 이용하여 스위칭 주파수 및 Dead-time을 조절하였고 피드백 제어부분에서는 Photo-coupler를 이용하여 출력전압을 제어 한다. Soft-start부분은 3개의 직렬 저항과 커패시터로 구성되었다.
  • Soft-start부분은 3개의 직렬 저항과 커패시터로 구성되었다. 파워 Stage부분은 주파수영역 및 Dead-time을 조절하면서 LLC가 정확한 동작영역에서 ZVS스위칭을 하도록 하였다. EFD3030트랜스포머의 와인딩(winding)에 의해서는 충분한 인덕턴스 값을 얻을 수 없었으므로 외부에 작은 인덕터를 추가하여 공진 값을 결정하였다.

대상 데이터

  • TEA1610의 제어칩을 사용하여 전체회로를 구성하였고 전류 및 전압사양에 따라 각각의 부품을 선정하였다. 제어 부분은 TEA1610주변회로로써 저항과 커패시터의 값을 이용하여 스위칭 주파수 및 Dead-time을 조절하였고 피드백 제어부분에서는 Photo-coupler를 이용하여 출력전압을 제어 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
스위치 Q1이 턴 온 되고 전류는 다시 반대방향으로 흐르게 된다는 것은? 이 조건에서 스위치 Q1이 턴 온 되고 전류는 다시 반대방향으로 흐르게 된다. 높은 입력전압에 비해 내부 다이오드 양단에 걸리는 전압 약 -1V는 거의 무시되므로 영 전압상태에서 턴 온 된다고 볼 수 있다. 즉턴 온 스위칭 손실은 없으므로 높은 효율을 기대할 수 있다. Dead-time 동안에는 트랜스포머 2차 측으로의 에너지전달이 없으므로 정류다이오드 전류는 불연속모드로 동작하게 된다.
ZVS와 ZCS 경계 조건은 무엇에 의하여 걸정되는가? 직렬등가회로의 해석에서 알 수 있듯이 ZVS와 ZCS 경계 조건은 ωr에 의하여 결정된다. 그리고 그림 3으로부터 입력 임피던스를 아래와 같이 전개할 수 있다.
DC입력 전압은 어떻게 사인파를 생성하는가? 그림 4는 LLC 공진형 컨버터의 스위칭부분과 공진부분두 부분을 나타내고 있다. DC입력 전압은 제어칩과 스위치에 의하여 구형파를 생성하고 구형파는 공진회로를 통하여 사인파를 생성한다. 각 부분의 전달함수를 각각 구해보면 아래와 같다.
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참고문헌 (4)

  1. Bo Yang, Ffed C. Lee, Alpha J. Zhang, Guisong Huang, "LLC Resonant Converter for Front End DC/DC Conversion", APEC 2002, Vol 2, pp. 1108-1112, 10-14 March 2002. 

  2. STEIGERWALD, R., "A comparison of half-bridge resonant converter topologies", IEEE Transactions on Power Electronics. Vol. 3, No. 2, April 1988, pp.174-182 

    상세보기 crossref

  3. 황국화, 윤대영, 김창선, "노트북 컴퓨터용 LLC 하프브리지 공진형어댑터설계," 대한전기학회 하계학술대회논문집(B), pp. 1039-1040, 2006.7.12-18(강원도 평창군 용평리조트) 

  4. 이재득, 이달우, 안태영, "120W급 Half Bridge 공진형DC-DC 컨버터에 관한 연구", 전력전자학회 2004년도 전력전자학술대회 논문집(II) pp. 747-751, 2004.7 

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