Zero-Voltage-Transition Buck Converter for High Step-Down DC–DC Conversion with Low EMI

Ali Ariyan; Mohammad Rouhollah Yazdani

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자료유형: 학술저널

저자정보: Ali Ariyan (Islamic Azad University) Mohammad Rouhollah Yazdani (Islamic Azad University)

저널정보: 전력전자학회 JOURNAL OF POWER ELECTRONICS JOURNAL OF POWER ELECTRONICS Vol.17 No.6

발행연도: 2017.11

수록면: 1,445 - 1,453 (9page)

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In this study, a new zero-voltage transition (ZVT) buck converter with coupled inductor using a synchronous rectifier and a lossless clamp circuit is proposed. The regular buck converter with tapped inductor has extended duty cycle for high step-down applications. However, the leakage inductance of the coupled inductor produced considerable voltage spikes across the switch. A lossless clamp circuit is used in the proposed converter to overcome this problem. The freewheeling diode was replaced with a synchronous rectifier to reduce conduction losses in the proposed converter. ZVT conditions at turn-on and turn-off instants were provided for the main switch. The synchronous rectifier switch turned on under zero-voltage switching, and the auxiliary switch turn-on and turn-off were under zero-current condition. Experimental results of a 100 W–100 kHz prototype are provided to justify the validity of the theoretical analysis. Moreover, the conducted electromagnetic interference of the proposed converter is measured and compared with its hard-switching counterpart.

#Coupled inductor #Electromagnetic interference (EMI) #High step-down converter #Synchronous rectifier #Zero-voltage transition (ZVT) #Zero-current transition (ZCT)

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H. Wu, K. Sun, R. Chen, H. Hu, and Y. Xing, “Full-Bridge three-port converters with wide input voltage range for renewable power systems,” IEEE Trans. Power Electron., Vol. 27, No. 9, pp. 3965-3974, Sep. 2012. Y. Zhang, J. Liu, X. Ma, and J. Feng, “Comparison of conventional DC-DC converter and a family of diode-assisted DC-DC converter in renewable energy applications,” Journal of Power Electronics, Vol. 14, No. 2, pp. 203-216, Mar. 2014. L. Chen, H. Wu, Y. Xing, and X. Xiao, “Performance evaluation of a 1kW non-isolated high step-up/step-down bidirectional converter for distributed battery storage system,” in 2015 IEEE 2nd International Future Energy Electronics Conference (IFEEC), pp. 1-5, 2015. Q. Luo, B. Zhu, W. Lu, and L. Zhou, “High step-down multiple-output LED driver with the current auto-balance characteristic,” Journal of Power Electronics, Vol. 12, No. 4, pp.519-527, Jul. 2012. H. Sira-Ramirez and M. A. Oliver-Salazar, “On the robust control of buck-converter DC-motor combinations,” IEEE Trans. Power Electron., Vol. 28, No. 8, pp. 3912-3922, Aug. 2013.

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Ali Ariyan

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Mohammad Rouhollah Yazdani

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