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NTIS 바로가기전력전자학회 논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, v.25 no.1, 2020년, pp.44 - 53
김민지 (Electrical & Electronics Engineering, Jeonju University) , 유상재 (Electrical & Electronics Engineering, Jeonju University) , 유경종 (Electrical & Electronics Engineering, Jeonju University) , 우정원 (Electrical & Electronics Engineering, Jeonju University) , 김은수 (Electrical & Electronics Engineering, Jeonju University) , 황인갑 (Electrical & Electronics Engineering, Jeonju University)
A bridgeless single-stage AC-DC converter for wireless power charging systems is proposed. This converter is composed of a PFC stage and a three-level hybrid DC-DC stage. The proposed converter can control the wide output voltage (200-450 VDC) by the variable link voltage and the pulse-width voltage...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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2레벨 PWM 스위칭에 의한 제어방식의 문제점은? | 하지만, 그림 2(b)에서처럼 그림 2(a)의 주회로 주스위칭소자(Q1, Q2, Q3, Q4) PWM(Pulse Width Modulation) 듀티제어(D: Duty control)에 따라 AC-DC 단 입력역률개선과 1차측 공진회로부 양단(A-C)에 2레벨 PWM 전압파형(VAC)이 인가되어 출력전압(Vo)을 제어한다. 하지만, 2레벨 PWM 스위칭에 의한 제어방식은 최소 듀티 이상 동작해야 하고, 최대듀티 또한 제한되어 동작됨으로 출력전압(Vo) 제어범위가 작고, 효율특성이 개선되지 못하고 있다. 본 논문에서는 그림 3에 나타낸 바와 같이 넓은 출력전압 제어범위를 갖고, 주스위칭소자 또한 영전압스위칭을 구현할 수 있도록 위상제어(DP: Phase shift control)를 통해서 0 듀티에서부터 최대듀티(DPmax)까지 제어 가능한 3레벨 하이브리드 단일전력단 AC-DC 컨버터를 제안했다. | |
무선충전시스템은 무엇으로 구성되어 있는가? | 이들 무선충전시스템(Wireless power charging system)은 그림 1에서와 같이 단상 AC전원을 입력받아 브리지 다이오드정류기를 포함하는 입력역률개선 PFC AC-DC 컨버터와 고주파인버터 및 1, 2차측 공진탱크회로와 고주파정류회로를 포함하는 무선전력전송 DC-DC 공진컨버터, 2단(Two Stage) 전력변환장치로 구성되어 있다[1]-[4]. | |
2단 구성의 무선충전시스템(Wireless power charging system)의 단점은? | 하지만, 이러한 2단 구성의 무선전력충전시스템의 경우 각 컨버터에서의 전력손실로 인해 높은 효율을 달성하기 어렵고, 별도로 개별 전력제어를 해야 하는제어의 복잡성과 단가상승 등 여러 단점을 갖고 있다. 최근 그림 2(a)에 나타낸 바와 같이 무선전력충전시스템의 단가저감 및 간단한 전력제어가 가능한 PFC AC-DC 컨버터와 절연된 DC-DC 공진컨버터를 하나로 통합한 단일전력단 AC-DC 컨버터가 발표되고 있다[5]. |
H. Zeng, S. Yang, and F. Peng, "Wireless power transfer via harmonic current for electric vehicles application," in IEEE Applide Power Electronics Conference and Exposition (APEC), pp. 592-596, 2015.
T. Diekhans and R. W. De-Doncker, "A dual-side controlled inductive power transfer system optimized for large coupling factor variations and partial load," IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 30, No. 11, pp. 6320-6328, Nov. 2015.
H. Zeng, S. Yang, and F. Z. Peng, "Design consideration and comparison of wireless power transfer via harmonic current for PHEV and EV wireless charging," IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 32, No. 8, pp. 5943-5952, Aug. 2017.
M. Kim, H. P. Park, and J. H. Jung, "Coil misalignment compensation algorithm for single-stage inductive wireless power transfer system using model-based approach," in IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), pp. 3057-3061, 2018.
J. Liu, K. W. Chan, C. Y. Chung, H. L. Chan, M. Liu, and W. Xu, "Single-stage wireless-power-transfer resonant converter with boost bridgeless powerfactor-correction rectifier," IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 65, No. 3, pp. 2145-2155, Mar. 2018.
S. C. Moon, B. C. Kim, S. Y. Cho, C. H. Ahn, and G. W. Moon, "Analysis and design of a wireless power transfer system with an intermediate coil for high efficiency," IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 61, No. 11, pp. 5861-5870, Nov. 2014.
S. Y. Chen, Z. R. Li, and C. L. Chen, "Analysis and design of single-stage AC/DC LLC resonant converter," IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 59, No. 3, pp. 1538-1544, Mar. 2012.
W. Zhang and C. C. Mi, "Compensation topologies of high-power wireless power transfer systems," IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 65, No. 6, pp. 4768-4778, Jun. 2016.
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