The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회논문지)

The Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회)
권호 표지

A Non-isolated DC-DC Converter with High Step-up Ratio and Wide ZVS Range

고승압비와 넓은 ZVS 영역을 갖는 비절연 DC-DC 컨버터

  • Published : 2009.08.20
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Abstract

In the conventional boost converter, the actual duty cycle is limited as the output voltage increases due to increased voltage and current stress of the switch and diode and voltage surge caused by diode reverse recovery. In this paper a new non-isolated boost converter suitable for high gain applications is proposed. The proposed converter has voltage gain of around 6 when the duty cycle is 0.5. Since ZVS is achieved under CCM, the proposed converter has wide ZVS range. Also, voltage ratings of switch and diode are the same as one third of output voltage, and ratings of input and output passive components are reduced due to the interleaving. In addition voltage surge caused by diode reverse recovery is negligible due to ZCS turn-off of diodes. Operating principle of the proposed converter is described and validated through theoretical analysis, simulation and experiment.

기존의 부스트 컨버터는 출력 전압이 커질수록 스위치와 다이오드의 전압, 전류 스트레스가 커지고 다이오드 역 방향회복에 의한 서지로 인해 실제 사용 가능한 승압비가 제한된다. 본 논문에서는 고승압 응용에 적합한 새로운 비절연 부스트 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 듀티비 0.5로 약 6배의 승압비를 가지며 CCM에서도 ZVS 스위칭이 가능하므로 넓은 ZVS 영역을 갖는다. 또한 스위치와 다이오드 전압정격이 출력전압의 1/3로 작고 인터리빙이 가능하여 입출력 수동소자의 정격도 작다. 다이오드도 ZCS 턴오프 동작으로 인해 역방향 회복에 의한 서지가 거의 없다. 제안하는 컨버터의 동작원리를 설명하였고 이론적 해석과 시뮬레이션 및 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

Keywords

References

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