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Study on high-efficiency, low cost, and high power density on-board charger system using center-tapped clamping voltage-source circuit = 센터탭 클램핑 전압원 회로를 이용한 고효율, 저비용, 고밀도 전기자동차용 차량 탑재형 충전기
서명 / 저자 Study on high-efficiency, low cost, and high power density on-board charger system using center-tapped clamping voltage-source circuit = 센터탭 클램핑 전압원 회로를 이용한 고효율, 저비용, 고밀도 전기자동차용 차량 탑재형 충전기 / Cheon-Yong Lim.
저자명 Lim, Cheon-Yong ; 임천용
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2019].
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DEE 19069

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초록정보

In this dissertation, a new clamp circuit, which consists of two diodes and one capacitor, is proposed. With this very simple structure, the proposed clamp circuit can solve many limitations in conventional phase-shifted full-bridge (PSFB) converters, so that high efficiency, low cost, and high power density are achieved in electric-vehicle battery charger applications. The proposed center-tapped clamp circuit provides the clamping path and allows the secondary voltage stress to be clamped to the secondary-reflected input voltage. This results in a greatly reduced conduction loss in the secondary full-bridge rectifier (FBR) due to the low forward-voltage drop of low voltage-rated diodes. In addition, the circulating current in the primary side is removed without any duty-cycle loss. Furthermore, the turn-off switching loss in the FBR is substantially reduced due to the decreased reverse-recovery current and the reduced reverse voltage. With these advantages, high efficiency can be achieved. Besides, the size of the output inductor is considerably reduced with the aid of clamping voltage, resulting in a high power density with saving the cost. In order to confirm the effectiveness of the proposed converter, a 3.3-kW prototype was tested. Experimental results show that the proposed converter achieves high efficiency over the entire conditions.

본 학위 논문에서는 두 개의 다이오드와 한 개의 커패시터로 구성된 새로운 클램프 회로를 제안한다. 매우 간단한 구조를 통해 기존 위상 천이 풀-브릿지 (PSFB) 컨버터의 여러 한계들을 개선함으로써 전기 자동차 배터리 충전 시스템에서 고효율, 저비용, 고전력밀도를 달성할 수 있다. 제안하는 클램프 회로는 이차측 정류단의 전압 스트레스를 클램핑 함으로써 낮은 정격 전압을 갖는 다이오드를 사용하여 정류단에서의 도통 손실을 줄일 수 있다. 또한, 일차측 전류에서 발생하는 환류 전류를 제거함으로써 도통 손실을 더욱 줄일 수 있다. 게다가 이차측 정류단에서 발생하는 역회복 전류를 줄임으로써 SiC 가 아닌 Si 다이오드를 사용할 수 있게 되고, 그로 인해 비용을 상당히 줄일 수 있다. 마지막으로 출력 인덕터의 크기를 줄임으로써 전력밀도를 향상시킬 수 있다. 제안하는 컨버터의 효용성을 검증하기 위해 3.3 kW 의 프로토타입으로 실험을 진행하였다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DEE 19069
형태사항 vi, 94 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 임천용
지도교수의 영문표기 : Gun-Woo Moon
지도교수의 한글표기 : 문건우
Including appendix
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 전기및전자공학부,
서지주기 References : p. 85-89
주제 circulating current
clamp circuit
electric-vehicle
on-board battery charger
phase-shifted full-bridge converter
zero-voltage switching
순환 전류
클램프 회로
전기 자동차
차량 탑재형 배터리 충전기
위상 천이 풀-브릿지 컨버터 a영-전압-스위칭
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