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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

이용철 (국민대학교, 국민대학교 일반대학원)

지도교수
홍성수
발행연도
2017
저작권
국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수5

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

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The LLC resonant converter that controls the output voltage via the frequency control of the DC / DC converter developed for the medium capacity class power supply system has various advantages. For example, it is robust against EMI noise, soft switching operation on the primary side and secondary side is possible, the frequency variation range is narrow and it has wide input / output voltage conversion ratio.
Meanwhile, as demand for distributed power supply systems and communication rectifiers recently increases, high-quality power supplies are required for power supply devices. In addition, a charging technique for maintaining the performance and life of the battery used for the power supply device is required. However, since the power system using the existing Center-Tab type LLC resonant converter transmits the electric energy via resonance, the charging current ripple inevitably occurs. The charging ripple current induces temperature rise and overcharging of the battery, and shortens battery life. In order to overcome this problem, this paper proposes an LLC resonant converter that reduces output current ripple by using a differential coupled inductor on the secondary side. The proposed circuit (1) can obtain the output current with reduced ripple current using two transformers and one coupled inductor. The proposed circuit (2) can obtain an output current in which the ripple current is reduced by using one transformer and two coupled inductors. Therefore, the proposed resonant converter circuits do not require an additional hardware filter to reduce the output ripple current. In addition, since it does not affect the resonance network designed using the coupled inductors of differential coupling with high coupling ratio, complicated design method is not required.
In this paper, preferentially analyze the existing technology and in order to verify the validity of the proposed circuit, presented the operation principle, mathematical analysis and design procedure. Finally, in order to confirm the theoretical characteristics of the proposed technique, simulation experiments and prototypes are produced and the superiority of the proposed technique is verified.

목차

목 차
국문요약 ?
Ⅰ. 서 론 1
1.1 배경 및 목적 1
1.2 개 요 3
Ⅱ. 기존 회로 분석 5
2.1 배경 및 목적 5
2.2 2kW 중용량급 전원장치에 적용 가능한 DC/DC 컨버터 회로 종류 7
2.3 기존 LLC 공진형 컨버터 9
2.3.1 동작 원리 10
2.3.2 모드 분석 12
2.3.3 LLC 컨버터의 특징 16
2.4 기존 배 전류 정류회로를 적용한 LLC 공진형 컨버터 17
2.4.1 동작 원리 20
2.4.2 동작 모드 해석 21
2.4.3 기존 커플드 인덕터를 활용한 배 전류 정류회로의 특징 27
2.5 기존 두 개의 변압기를 적용한 LLC 공진형 컨버터 28
2.5.1 동작 원리 29
2.5.2 동작 모드 해석 29
2.5.3 기존 두 개의 변압기를 활용한 LLC 공진형 컨버터의 특징 33
2.6 배 전류 정류회로(Current Doubler Rectifier Circuit) 34
2.6.1 하나의 자성소자를 사용한 전류 배율기 34
2.7 높은 결합 율을 가지는 커플드 인덕터 37
2.8 영역 1에서의 동작 39
2.9 동기 정류기(Synchronous Rectifier) 동작 40
2.9.1 변압기 2차 측 정류 다이오드 40
2.9.2 변압기 2차 측 동기 정류기(Synchronous Rectifier) MOSFET 40
2.9.3 동기 정류기(Synchronous Rectifier) MOSFET의 Gate 신호 42
Ⅲ. 커플드 인덕터를 활용한 LLC 공진형 컨버터 설계 Ⅰ 44
3.1 배경 및 목적 44
3.2 동작 원리 45
3.3 동작 모드 해석 47
3.4 입·출력 전압 변환 비 61
3.5 설계 예시 63
3.5.1 설계 사양 63
3.5.2 제안 회로 Ⅰ의 설계 63
3.6 모의 실험 72
3.7 실험 결과 78
3.8 요 약 83
Ⅳ. 커플드 인덕터를 활용한 LLC 공진형 컨버터 설계 Ⅱ 84
4.1 배경 및 목적 84
4.2 동작 원리 85
4.3 동작 모드 해석 86
4.4 입·출력 전압 변환 비 101
4.5 설계 예시 103
4.5.1 설계 사양 103
4.5.2 제안 회로 Ⅱ의 설계 103
4.6 모의 실험 115
4.7 실험 결과 121
4.8 요 약 126
Ⅴ. 결 론 127
Ⅵ. 향후 계획 129
참고 문헌 131
Abstract 137
Appendix Ⅰ. 기존 회로와 제안 회로의 소자 비교 139
Appendix Ⅱ. 높은 결합 율을 가지는 커플드 인덕터 140
Appendix Ⅲ. 손실분석 : 1.5kW 기존 LLC 컨버터 143
Appendix Ⅳ. 손실분석 : 1.5kW 제안 회로 Ⅰ의 LLC 컨버터 150
Appendix Ⅴ. 손실분석 : 1.5kW 제안 회로 Ⅱ의 LLC 컨버터 157

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