감극성 커플드 인덕터 보조 회로 가진 향상된 영전압 천이 소프트-스위칭 인버터

Abstract

단상 풀-브리지 소프트-스위칭 인버터는 소프트-스위칭 기법을 이용하여 스위칭 손실을 줄일 수 있지만, 이를 구현하기 위해서는 최소 2개의 보조 공진 회로가 추가되어 시스템의 신뢰도 감소 및 가격 증가와 같은 문제가 발생할 수 있다. 이러한 단점을 개선하기 위하여 본 논문에서는 감극성 커플드 인덕터 보조 회로 가진 향상된 영전압 천이 소프트-스위칭 인버터를 제안한다. 제안된 회로는 하나의 보조 공진 회로를 이용하여 풀-브리지 인버터를 구현하여 시스템의 신뢰도 및 가격과 부피에 장점이 있다. 또한, 기존의 소프트-스위칭 인버터가 가지고 있는 큰 용량의 커패시터나 보호 회로가 필요할 수 있는 부분이나 직류 입력 전압의 변동으로 인한 문제와 같은 회로의 구조적 한계점을 극복하였다. 제안된 회로는 변형된 단극성 펄스 폭 변조 방식을 이용하여 출력 전류의 고조파 성분을 개선하여 좋은 출력 파형을 가진다. 자세한 동작원리와 설계 고려 사항들을 제공한다. 다양한 시뮬레이션 결과와 실험 파형을 통하여 제안된 기법의 타당성을 증명하였다.|A single-phase full-bridge soft-switching inverter is possible to reduce switching-loss by using soft-switching technique, but using minimum two auxiliary resonant circuit can cause some drawbacks such as low system reliability, high cost, and big volume. In order to solve those problems, an improved zero-voltage transition soft-switching inverter using a subtractive coupled inductor auxiliary circuit is proposed. The proposed topology has only one auxiliary resonant circuit for full-bridge inverter which leads high system reliability, low cost, and small volume. In addition, the proposed inverter overcomes the several drawbacks of the conventional modified soft-switching inverter including a bulky capacitor, protection circuit requirement, and/or dc-link voltage fluctuation. Together with the detail operational principle, the design consideration is provided for an optimal efficiency achievement. Finally, several simulation results and experimental results proved to verify the effectiveness of the proposed soft-switching inverter and its design consideration under several conditions.; A single-phase full-bridge soft-switching inverter is possible to reduce switching-loss by using soft-switching technique, but using minimum two auxiliary resonant circuit can cause some drawbacks such as low system reliability, high cost, and big volume. In order to solve those problems, an improved zero-voltage transition soft-switching inverter using a subtractive coupled inductor auxiliary circuit is proposed. The proposed topology has only one auxiliary resonant circuit for full-bridge inverter which leads high system reliability, low cost, and small volume. In addition, the proposed inverter overcomes the several drawbacks of the conventional modified soft-switching inverter including a bulky capacitor, protection circuit requirement, and/or dc-link voltage fluctuation. Together with the detail operational principle, the design consideration is provided for an optimal efficiency achievement. Finally, several simulation results and experimental results proved to verify the effectiveness of the proposed soft-switching inverter and its design consideration under several conditions.