직렬 커패시터 정류기를 갖는 고효율 비대칭 하프-브리지 컨버터

Abstract

본 논문은 대칭 동작을 통해 높은 효율을 달성하기 위하여 비대칭 하프-브리지 컨버터의 새로운 정류단 구조를 제안한다. 기존의 비대칭 하프-브리지 컨버터는 저용량 애플리케이션에 널리 사용되는 토폴로지 중 하나이다. 하지만 넓은 입력 전압 범위에서 설계될 경우, 노미널 입력 전압에서 낮은 시비율로 동작한다. 또한, 비대칭 동작으로 인해 비선형 전압 이득, 변압 기의 DC-오프셋 전류, 다이오드의 불균형한 평균 전류 등의 단점이 발생한다. 이를 해결하기 위해, 제안하는 컨버터는 전압 원으로서 커패시터를 2차 측 정류단에 추가한 구조를 가지며, 이로 인해 커뮤테이션 구간이 증가하여 대칭 동작을 가진다. 따라서 제안하는 컨버터는 비대칭 동작으로 인해 발생하는 비 대칭 하프-브리지 컨버터의 단점을 해결하여 높은 효율 가진 다. 제안하는 컨버터의 성능은 300-400V 입력 및 48V/400W 출력을 갖는 프로토타입 제작을 통하여 실험 검증되었다.