초록

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브리지리스 역률 개선 회로는 브리지 정류단을 제거해서 전류 도통 경로에 존재하는 스위칭 소자의 개수를 최소화함으로 기존 역률 개선 회로 대비 효율 향상을 가능케 하는 기법이다. 본 논문에서는 새로운 토폴로지의 브리지리스 포워드-플라이백 역률 개선 회로를 제안한다. 제안된 회로는 포워드 컨버터와 플라이백 컨버터의 동작을 모두 이용함으로써 브리지 정류단 없이 효과적으로 역률을 개선할 수 있다. 또한 컨버터 입력과 출력 사이에 직류 접지가 분리되는 절연형 특성을 가지며, 변압기의 권선비에 따라 출력 전압을 조절할 수 있다. 제안된 회로의 성능은 모의 실험을 통해 검토한다.

브리지리스 역률 개선 회로는 브리지 정류단을 제거해서 전류 도통 경로에 존재하는 스위칭 소자의 개수를 최소화함으로 기존 역률 개선 회로 대비 효율 향상을 가능케 하는 기법이다. 본 논문에서는 새로운 토폴로지의 브리지리스 포워드-플라이백 역률 개선 회로를 제안한다. 제안된 회로는 포워드 컨버터와 플라이백 컨버터의 동작을 모두 이용함으로써 브리지 정류단 없이 효과적으로 역률을 개선할 수 있다. 또한 컨버터 입력과 출력 사이에 직류 접지가 분리되는 절연형 특성을 가지며, 변압기의 권선비에 따라 출력 전압을 조절할 수 있다. 제안된 회로의 성능은 모의 실험을 통해 검토한다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 논문에서는 포워드 플라이백을 기반으로 한 절연형 브리지리스 역률 개선 회로를 제안하였다. 이 컨버터는 기존 컨버터와 다르게 정류 다이오드 없이도 효과적으로 역률을 개선하였으며 이로써 전체 시스템 효율을 높일 수 있을 것으로 기대할 수 있다.
• 본 논문은 이러한 연구의 일환으로 새로운 토폴로지의 브리지리스 포워드 플라이백 역률 개선 회로를 제안하고 분석한다. 제안된 회로는 포워드 컨버터와 플라이백 컨버터의 동작을 모두 이용함으로써 브리지 정류단 없이 효과적으로 역률을 개선할 수 있다.

제안 방법

• 브리지 정류단 없이 컨버터를 동작시키기 위해 스위치 S₁과 S₂,를 역방향으로 연결하였다. 게이트 신호는 양 스위치에 똑같이 들어간다.
• 8mF, fs = 100kHz이다. 상기 설계에 덧붙여 회로가 포워드와 플라이백 동작 시 모두 불연속 전도 모드로 동작할 수 있도록 고정 시비율을 정하였다. 따라서 제어 루프 없이도 원하는 출력 전압을 낼 수 있다.
• 제안된 브리지리스 역률 개선 회로의 성능을 검증하기 위해 컨버터를 설계하고 모의 실험을 수행하였다. 컨버터의 설계 조건은 V_in = 110V AC (60Hz), V_o = 20V, P_o = 100W로 정하였으며 이에 따른 설계 사항은 N = 5, L_m = 100uH, L_f = 1uH, C_o = 8.

대상 데이터

• 또한 변압기를 이용하여 절연 구조를 획득하였고 변압기의 권선비를 통해 출력 전압을 조절할 수 있다. 제안된 회로의 성능은 100W급 불연속 전도 모드 컨버터의 모의 실험을 통해 검증하였다.

데이터처리

• 또한 절연형 특성과 출력 전압 가변 특성을 얻을 수 있다. 제안된 회로의 성능 및 타당성은 100W급 컨버터의 모의 실험을 통해 검증하였다.

이론/모형

• 그림 1은 제안된 브리지리스 포워드 플라이백 역률 개선 회로를 나타낸다. 포워드 플라이백 토폴로지는 포워드 컨버터와 플라이백 컨버터의 결합 형태에 따라 여러 방식이 존재하지만 본 연구에서는 역률 개선 회로에 가장 적합한 방식인 [1]의 방식을 채택하였다. 회로는 변압기 T₁, MOSFET 스위치 S₁과 S₂, 출력 다이오드 D₁과 D₂ 및 출력 인덕터, 출력 커패시터로 구성된다.

성능/효과

• 또한 출력 전압이 출력 조건인 20V에서 ±5%의 리플 전압을 가지고 나타나고 있음을 확인할 수 있다.
• D₂ 의 전류 파형은 D₁ 의 경우와 반대로 동작한다. 입력 전류와 입력 전압파형의 위상을 통해 제안된 회로가 역률 개선 회로로 동작하고 있음을 확인할 수 있다. 또한 출력 전압이 출력 조건인 20V에서 ±5%의 리플 전압을 가지고 나타나고 있음을 확인할 수 있다.
• 본 논문은 이러한 연구의 일환으로 새로운 토폴로지의 브리지리스 포워드 플라이백 역률 개선 회로를 제안하고 분석한다. 제안된 회로는 포워드 컨버터와 플라이백 컨버터의 동작을 모두 이용함으로써 브리지 정류단 없이 효과적으로 역률을 개선할 수 있다. 또한 절연형 특성과 출력 전압 가변 특성을 얻을 수 있다.

후속연구

• 본 논문에서는 포워드 플라이백을 기반으로 한 절연형 브리지리스 역률 개선 회로를 제안하였다. 이 컨버터는 기존 컨버터와 다르게 정류 다이오드 없이도 효과적으로 역률을 개선하였으며 이로써 전체 시스템 효율을 높일 수 있을 것으로 기대할 수 있다. 또한 변압기를 이용하여 절연 구조를 획득하였고 변압기의 권선비를 통해 출력 전압을 조절할 수 있다.

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