[논문]액티브 클램프 포워드 컨버터의 출력 리플 저감에 관한 연구

정재엽; 김용; 배진용; 권순도; 최근수

액티브 클램프 포워드 컨버터의 출력 리플 저감에 관한 연구
A Study on the output ripple reduction of Active-Clamp Forward Converter 원문보기

정재엽 (동국대학교) , 김용 (동국대학교) , 배진용 (특허청) , 권순도 (대림대학) , 최근수 ((주)디.지.아이)

This paper presents an output ripple reduction of Active-Clamp Forward Converter, which is mainly composed of interleaving two active-clamping forward converters. By interleaving, Output ripple is reduced. The leakage inductance of the transformer or an additional resonant inductance is employed to achieve ZVS during the dead times. The duty cycles are not limited to be equal and within 50%. The complementary switching and the resulted interleaved output inductor currents diminish the current ripple in output capacitors. Accordingly, the smaller output chokes and capacitors lower the converter volume and increase the power density. Detailed analysis of this ouput reduction of Active-Clamp Forward Converter is described.

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문제 정의

본 논문에서는 출력리플을 저감시키기 위하여 인터리빙 방식의 액티브 클램핑 포워드 컨버터를 제안하였다. 제안된 컨버터는 인터리빙 방식을 사용함으로서 출력리플을 저감하였다.

제안 방법

본 논문에서는 액티브 클램핑 포워드 컨버터의 출력리플 저감을 위해 인터리빙방식의 출력측 병렬 구조를 제안하였고, 타당성 검증을 위해 80[W]급 프로토 타입을 제작, 150[Khz]에서 실험하였다. 실험결과 출력 리플이 저감되는걸 볼 수 있었고, 영전압 스위칭을 사용하여 손실을 낮추었다.

성능/효과

실험결과 출력 리플이 저감되는걸 볼 수 있었고, 영전압 스위칭을 사용하여 손실을 낮추었다. 또한, 액티브 클램핑시 두 개의 스위치가 서로 보조스위치 역할을 해줌으로서 추가적인 보조 스위치가 필요없어 제작비가 절감되었고, 상대적으로 회로도 간단해 지는 장점을 보였다.
또한 2개의 변압기를 1차측은 직렬로, 2차측은 병렬로 연결함으로서 출력 전류의 공유가 자연스럽게 이루어져 다시 한번 출력리플을 저감하였다. 부가적으로, 단지 2개의 스위치만을 사용하여 제안된 컨버터를 동작시킴으로서 회로의 복잡성과 비용을 감소시켰다.
본 논문에서는 출력리플을 저감시키기 위하여 인터리빙 방식의 액티브 클램핑 포워드 컨버터를 제안하였다. 제안된 컨버터는 인터리빙 방식을 사용함으로서 출력리플을 저감하였다. 또한 2개의 변압기를 1차측은 직렬로, 2차측은 병렬로 연결함으로서 출력 전류의 공유가 자연스럽게 이루어져 다시 한번 출력리플을 저감하였다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

교류를 직류로 정류하는 과정에서 무엇때문에 고조파가 형성되는가?

교류를 직류로 정류하는 과정에서 소자의 비선형성으로 인해 고조파가 형성된다. 이를 충분히 억제하지 못하면 출력측에선 리플이 발생하게 되고, 이러한 리플은 제품의 신뢰도를 감소시키는 중요한 요인으로서 작용한다.

액티브 클램핑 시 장점은?

실험결과 출력 리플이 저감되는걸 볼 수 있었고, 영전압 스위칭을 사용하여 손실을 낮추었다. 또한, 액티브 클램핑시 두 개의 스위치가 서로 보조스위치 역할을 해줌으로서 추가적인 보조 스위치가 필요없어 제작비가 절감되었고, 상대적으로 회로도 간단해 지는 장점을 보였다.

교류를 직류로 정류하는 과정에서 생기는 고조파 형성을 충분히 억제하지 못하면 출력측에서 발생하는 것은?

교류를 직류로 정류하는 과정에서 소자의 비선형성으로 인해 고조파가 형성된다. 이를 충분히 억제하지 못하면 출력측에선 리플이 발생하게 되고, 이러한 리플은 제품의 신뢰도를 감소시키는 중요한 요인으로서 작용한다. [1]-[3]

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