KR101949615B1 - Bidirectional series resonant converter and method for controlling the same - Google Patents
Bidirectional series resonant converter and method for controlling the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101949615B1 KR101949615B1 KR1020170155646A KR20170155646A KR101949615B1 KR 101949615 B1 KR101949615 B1 KR 101949615B1 KR 1020170155646 A KR1020170155646 A KR 1020170155646A KR 20170155646 A KR20170155646 A KR 20170155646A KR 101949615 B1 KR101949615 B1 KR 101949615B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- switch
- circuit
- mode
- series resonant
- resonant converter
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
- H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
- H02M3/33584—Bidirectional converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
- H02M1/083—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the ignition at the zero crossing of the voltage or the current
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
-
- Y02B70/1433—
-
- Y02B70/1491—
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
양방향 직렬 공진형 컨버터 및 그 제어 방법에 연관되며, 보다 구체적으로는 1차 측은 하프 브릿지로 구성되고 2차 측은 풀 브릿지로 구성된 양방향 직렬 공진형 컨버터의 전력 전송을 위한 스위칭 방법에 연관된다.The present invention relates to a bidirectional series resonant converter and a control method thereof, and more particularly to a switching method for power transmission of a bidirectional series resonant converter in which a primary side is constituted by a half bridge and a secondary side is constituted by a full bridge.
전력전자(Power Electronics) 기술을 기반으로 하는 공진형 DC-DC 컨버터의 스위칭 제어 기법에 있어서, 스위칭 손실을 줄이기 위한 제로 전압 스위칭(Zero Voltage Switching; ZVS) 기법이 알려져 있다.BACKGROUND ART Zero voltage switching (ZVS) technique for reducing switching loss is known as a switching control method of a resonance type DC-DC converter based on power electronics technology.
다만, 종래의 싱글 페이즈 시프트(Single Phase Shift; SPS) 방식을 이용하여 양방향 전력 제어를 구현하는 직렬 공진형 컨버터의 경우 입력 전압 대 출력 전압 이득이 1보다 높은 경우 1차 측 회로의 스위치에 ZVS를 구현할 수 없으며, ZVS가 적용되지 못하는 스위칭은 컨버터의 전력 전달 감소로 이어진다.However, in the case of a series resonant converter that implements bidirectional power control using a conventional single phase shift (SPS) scheme, when the input voltage to output voltage gain is higher than 1, ZVS is applied to the switch of the primary circuit Switching that can not be implemented and ZVS is not applied leads to reduced power transfer of the converter.
이를 해결하기 위한 시도로서, 트리플 페이즈 시프트(Triple Phase Shift) 방식을 이용하여 양방향 전력 제어를 구현하는 방법이 존재한다. 이 경우 전압 이득이 1보다 높은 경우에도 모든 스위치에 ZVS를 구현할 수 있지만, 이와 같이 트리플 페이즈 시프트 방식을 이용하기 위해서는 1차 측 회로 및 2차 측 회로가 모두 풀 브릿지로 구성되어야 하므로 복잡도 및 구현 비용 면에서 불리하고 설계 자유도 또한 낮아지게 된다.As an attempt to solve this problem, there is a method of implementing bi-directional power control using a triple phase shift method. In this case, even if the voltage gain is higher than 1, ZVS can be implemented in all the switches. However, in order to use the triple phase shift method, both the primary circuit and the secondary circuit must be configured as full bridges. And the design freedom is also lowered.
일측에 따르면, 1차 측 회로는 하프 브릿지를 포함하고 2차 측 회로는 풀 브릿지를 포함하는 양방향 직렬 공진형 컨버터를 스위칭하는 방법은, 전압의 페이즈(φ) 및 전압의 펄스 폭(α)을 변경시키는 익스텐디드 페이즈 시프트(Extended Phase Shift; EPS) 모드로 상기 1차 측 회로에서 상기 2차 측 회로로 전력을 전송하는 단계, 및 전압의 페이즈(φ)를 변경시키는 싱글 페이즈 시프트(Single Phase Shift; SPS) 모드로 상기 2차 측 회로에서 상기 1차 측 회로로 전력을 전송하는 단계를 포함한다.According to one aspect, a method for switching a bidirectional series resonant converter including a half bridge and a secondary circuit including a full bridge includes the steps of: applying a voltage phase (phi) and a voltage pulse width (alpha) Transmitting power from the primary circuit to the secondary circuit in an extended phase shift (EPS) mode in which the phase of the voltage is changed, And transmitting power from the secondary circuit to the primary circuit in a Shift (SPS) mode.
일실시예에서, 상기 1차 측 회로에서 상기 2차 측 회로로 전력을 전송하는 단계는, 상기 1차 측 회로의 스위치 및 상기 2차 측 회로의 스위치 각각을 상기 페이즈(φ) 및 상기 펄스 폭(α)이 상기 EPS 모드의 제로 전압 스위칭(Zero Voltage Switching; ZVS) 조건을 만족할 때에 턴온되도록 제어한다.In one embodiment, the step of transmitting the power from the primary side circuit to the secondary side circuit comprises the steps of: switching the switch of the primary side circuit and the switch of the secondary side circuit to the phase (?) And the pulse width (ZVS) condition of the EPS mode, the
일실시예에서, 상기 EPS 모드의 ZVS 조건은,In one embodiment, the ZVS condition of the EPS mode is:
일실시예에서, 상기 2차 측 회로에서 상기 1차 측 회로로 전력을 전송하는 단계는, 상기 1차 측 회로의 스위치 및 상기 2차 측 회로의 스위치 각각을 상기 페이즈(φ)가 상기 SPS 모드의 ZVS 조건을 만족할 때 턴온되도록 제어한다.In one embodiment, the step of transmitting power from the secondary side circuit to the primary side circuit may include the step of switching the switch of the primary side circuit and the switch of the secondary side circuit so that the phase & To be turned on when the ZVS condition is satisfied.
일실시예에서, 상기 SPS 모드의 ZVS 조건은,In one embodiment, the ZVS condition of the SPS mode is < RTI ID = 0.0 >
일실시예에서, 상기 1차 측 회로는 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S2)를 포함한다.In one embodiment, the primary side circuit includes a first switch S1 and a second switch S2.
일실시예에서, 상기 2차 측 회로는 제1 레그(leg) 및 제2 레그를 포함하고, 상기 제1 레그는 제3 스위치(S3), 및 제4 스위치(S4)를 포함하고, 상기 제2 레그는 제5 스위치(S5), 및 제6 스위치(S6)를 포함한다.In one embodiment, the secondary side circuit includes a first leg and a second leg, wherein the first leg includes a third switch S3 and a fourth switch S4, The two legs include a fifth switch S5, and a sixth switch S6.
일실시예에서, 상기 펄스 폭(α)의 변경은 상기 제1 레그의 스위치와 상기 제2 레그의 스위치를 서로 상이한 시점에 턴온 및 턴오프하는 방식으로 제어된다.In one embodiment, the change of the pulse width [alpha] is controlled in such a manner that the switch of the first leg and the switch of the second leg are turned on and off at different points of time from each other.
일실시예에서, 상기 전압의 페이즈(φ)의 변경은 상기 1차 측 회로의 스위치와 상기 2차 측 회로의 스위치를 서로 상이한 시점에 턴온 및 턴오프하는 방식으로 제어된다.In one embodiment, the change of the phase (phi) of the voltage is controlled in such a manner that the switch of the primary side circuit and the switch of the secondary side circuit are turned on and off at different points of time.
일실시예에서, 전력 전송의 방향 전환 시, 전력 조류(Power Flow)가 제1 기준치일 때 상기 EPS 모드에서 상기 SPS 모드로 전환되고, 전력 조류가 상기 제1 기준치와 상이한 제2 기준치일 때 상기 SPS 모드에서 상기 EPS 모드로 전환된다.In one embodiment, when the power transmission is redirected, the EPS mode is switched to the SPS mode when the power flow is a first reference value, and when the power flow is a second reference value different from the first reference value, And switches to the EPS mode in the SPS mode.
다른 일측에 따르면, 양방향 직렬 공진형 컨버터는 하프 브릿지를 포함하는 1차 측 회로, 및 풀 브릿지를 포함하는 2차 측 회로를 포함하고, 상기 1차 측 회로에서 상기 2차 측 회로로 전력을 전송하는 경우 전압의 페이즈(φ) 및 전압의 펄스 폭(α)을 변경시키는 익스텐디드 페이즈 시프트(Extended Phase Shift; EPS) 모드로 동작하고, 상기 2차 측 회로에서 상기 1차 측 회로로 전력을 전송하는 경우 전압의 페이즈(φ)를 변경시키는 싱글 페이즈 시프트(Single Phase Shift; SPS) 모드로 동작한다.According to another aspect, a bidirectional series resonant converter includes a primary side circuit including a half bridge and a secondary side circuit including a full bridge, and the power is transmitted from the primary side circuit to the secondary side circuit (EPS) mode which changes the voltage phase (?) And the voltage pulse width (?) When the voltage of the secondary side circuit And operates in a single phase shift (SPS) mode in which the voltage phase (φ) is changed when transmitting.
일실시예에서, 상기 1차 측 회로에서 상기 2차 측 회로로 전력을 전송하는 경우, 상기 1차 측 회로의 스위치 및 상기 2차 측 회로의 스위치 각각은 상기 페이즈(φ) 및 상기 펄스 폭(α)이 상기 EPS 모드의 제로 전압 스위칭(Zero Voltage Switching; ZVS) 조건을 만족할 때에 턴온되도록 제어된다.In one embodiment, when the power is transmitted from the primary side circuit to the secondary side circuit, the switch of the primary side circuit and the switch of the secondary side circuit are respectively connected to the phase (?) And the pulse width alpha] is turned on when the zero voltage switching (ZVS) condition of the EPS mode is satisfied.
일실시예에서, 상기 2차 측 회로에서 상기 1차 측 회로로 전력을 전송하는 경우, 상기 1차 측 회로의 스위치 및 상기 2차 측 회로의 스위치 각각은 상기 페이즈(φ)가 상기 SPS 모드의 ZVS 조건을 만족할 때 턴온되도록 제어된다.In one embodiment, when the power is transmitted from the secondary side circuit to the primary side circuit, the switch of the primary side circuit and the switch of the secondary side circuit are arranged such that the phase (φ) And is turned on when the ZVS condition is satisfied.
일실시예에서, 상기 1차 측 회로는 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S2)를 포함한다.In one embodiment, the primary side circuit includes a first switch S1 and a second switch S2.
일실시예에서, 상기 2차 측 회로는 제1 레그(leg) 및 제2 레그를 포함하고, 상기 제1 레그는 제3 스위치(S3), 및 제4 스위치(S4)를 포함하고, 상기 제2 레그는 제5 스위치(S5), 및 제6 스위치(S6)를 포함한다.In one embodiment, the secondary side circuit includes a first leg and a second leg, wherein the first leg includes a third switch S3 and a fourth switch S4, The two legs include a fifth switch S5, and a sixth switch S6.
일실시예에서, 상기 펄스 폭(α)의 변경은 상기 제1 레그의 스위치와 상기 제2 레그의 스위치를 서로 상이한 시점에 턴온 및 턴오프하는 방식으로 제어된다.In one embodiment, the change of the pulse width [alpha] is controlled in such a manner that the switch of the first leg and the switch of the second leg are turned on and off at different points of time from each other.
일실시예에서, 상기 전압의 페이즈(φ)의 변경은 상기 1차 측 회로의 스위치와 상기 2차 측 회로의 스위치를 서로 상이한 시점에 턴온 및 턴오프하는 방식으로 제어된다.In one embodiment, the change of the phase (phi) of the voltage is controlled in such a manner that the switch of the primary side circuit and the switch of the secondary side circuit are turned on and off at different points of time.
일실시예에서, 전력 전송의 방향 전환 시, 전력 조류(Power Flow)가 제1 기준치일 때 상기 EPS 모드에서 상기 SPS 모드로 전환되고, 전력 조류가 상기 제1 기준치와 상이한 제2 기준치일 때 상기 SPS 모드에서 상기 EPS 모드로 전환된다.In one embodiment, when the power transmission is redirected, the EPS mode is switched to the SPS mode when the power flow is a first reference value, and when the power flow is a second reference value different from the first reference value, And switches to the EPS mode in the SPS mode.
도 1은 일실시예에 따른 양방향 직렬 공진형 컨버터의 일부를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 양방향 직렬 공진형 컨버터의 스위칭 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 양방향 직렬 공진형 컨버터의 스위칭 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 양방향 직렬 공진형 컨버터의 등가 회로 모델을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 양방향 직렬 공진형 컨버터의 스위칭 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 양방향 직렬 공진형 컨버터의 스위칭 방법에 따르는 경우의 제로 전압 스위칭 영역을 보여주는 그래프이다.
도 7은 일실시예에 따른 양방향 직렬 공진형 컨버터의 스위칭 방법에 따르는 경우의 제로 전압 스위칭 영역을 보여주는 그래프이다.
도 8은 일실시예에 따른 양방향 직렬 공진형 컨버터의 스위칭 방법에 따르는 경우의 제로 전압 스위칭 영역을 보여주는 그래프이다.
도 9는 일실시예에 따른 양방향 직렬 공진형 컨버터의 스위칭 방법에 따라 전력 전송 방향을 전환하는 방식을 설명하기 위한 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a diagram illustrating a portion of a bidirectional series resonant converter according to one embodiment.
2 is a diagram for explaining a switching method of a bidirectional series resonance type converter according to an embodiment.
3 is a view for explaining a switching method of the bidirectional series resonance type converter according to one embodiment.
4 is an exemplary diagram illustrating an equivalent circuit model of a bidirectional series resonant converter according to an embodiment.
5 is a view for explaining a switching method of a bidirectional series resonance type converter according to an embodiment.
6 is a graph showing a zero voltage switching region in accordance with a switching method of a bidirectional series resonant converter according to an embodiment.
7 is a graph showing a zero voltage switching region in accordance with a switching method of a bidirectional series resonant converter according to an embodiment.
8 is a graph showing a zero voltage switching region in accordance with a switching method of a bidirectional series resonant converter according to an embodiment.
9 is a graph for explaining a method of switching a power transmission direction according to a switching method of a bidirectional series resonant converter according to an embodiment.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of embodiments are set forth for illustration purposes only and may be embodied with various changes and modifications. Accordingly, the embodiments are not intended to be limited to the particular forms disclosed, and the scope of the present disclosure includes changes, equivalents, or alternatives included in the technical idea.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first or second, etc. may be used to describe various elements, but such terms should be interpreted solely for the purpose of distinguishing one element from another. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, although other elements may be present in between.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms " comprises ", or " having ", and the like, are used to specify one or more of the described features, numbers, steps, operations, elements, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하에서, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 권리범위는 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the rights is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 일실시예에 따른 양방향 직렬 공진형 컨버터의 일부를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 양방향 직렬 공진형 컨버터의 1차 측 회로는 하프 브릿지, 2차 측 회로는 풀 브릿지를 각각 구비하고 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a diagram illustrating a portion of a bidirectional series resonant converter according to one embodiment. As shown in Fig. 1, the primary-side circuit of the bidirectional series resonant converter according to the embodiment has a half bridge and the secondary circuit has a full bridge.
일실시예에서, 1차 측 회로의 하프 브릿지는 2개의 스위치(S1, S2)를 포함할 수 있다. 또한, 1차 측 회로는 공진 탱크로서 Lr 및 Cr을 포함할 수 있으며, Lm은 자화 인덕턴스를 나타낸다. 한편, 2차 측 회로의 풀 브릿지는 제1 레그(leg)의 2개의 스위치(S3, S4) 및 제2 레그의 2개의 스위치(S5, S6)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the half bridge of the primary side circuit may comprise two switches S 1 , S 2 . Further, the primary-side circuit may include L r and C r as resonance tanks, and L m represents magnetization inductance. On the other hand, the full bridge of the secondary side circuit may include two switches S 3 and S 4 of the first leg and two switches S 5 and S 6 of the second leg.
도 1과 같이 1차 측 회로가 풀 브릿지 구조를 포함하지 않는 컨버터의 경우, 일반적으로 입력 전압(Vp) 대 출력 전압(Vs)의 전압 이득이 1보다 높은 경우 1차 측 스위치의 제로 전압 스위칭(ZVS)을 구현할 수 없다.In the case of a converter in which the primary circuit does not include a full bridge structure as shown in Fig. 1, when the voltage gain of the input voltage V p to the output voltage V s is generally higher than 1, Switching (ZVS) can not be implemented.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 제안되는 양방향 직렬 공진형 컨버터의 제어 방법은 전력 전송 방향에 따라 익스텐디드 페이즈 시프트(Extended Phase Shift; EPS) 모드와 싱글 페이즈 시프트(Single Phase Shift; SPS) 모드를 복합적으로 사용하여 풀 브릿지 구조 없이도 양방향 전력 전송 시 모두 ZVS를 구현할 수 있도록 한다.In order to solve this problem, the control method of the bidirectional series resonance type converter is a combination of an extended phase shift (EPS) mode and a single phase shift (SPS) mode according to a power transmission direction So that ZVS can be implemented in both directions of power transmission without a full bridge structure.
구체적으로, 1차 측 회로에서 2차 측 회로로 전력을 전송하는 것을 정방향 전송이라 하고, 2차 측 회로에서 1차 측 회로로 전력을 전송하는 것을 역방향 전송이라 할 때, 정방향 전송 시에는 EPS 모드를 이용하여 스위칭을 하고 역방향 전송 시에는 SPS 모드를 이용하여 스위칭을 함으로써 모든 스위치에 ZVS가 구현되도록 할 수 있다. 구체적인 스위칭 방식은 이하에서 도면을 참조하여 더 자세하게 설명된다.Specifically, assuming that the transmission of power from the primary circuit to the secondary circuit is referred to as forward transmission and the transmission of power from the secondary circuit to the primary circuit is referred to as reverse transmission, And ZVS can be implemented in all the switches by performing switching using the SPS mode in the reverse transmission. The specific switching scheme will be described in more detail below with reference to the drawings.
도 2는 일실시예에 따른 양방향 직렬 공진형 컨버터의 스위칭 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에는 일실시예에 따라 EPS 모드를 이용하여 양방향 직렬 공진형 컨버터를 스위칭하는 방법이 도시된다. S1 내지 S6는 각 스위치의 턴온 또는 턴오프 상태를 나타내며, V1은 1차 측 전압을 나타내고 V2는 2차 측 전압을 나타낸다.2 is a diagram for explaining a switching method of a bidirectional series resonance type converter according to an embodiment. FIG. 2 illustrates a method of switching a bidirectional series resonant converter using an EPS mode according to one embodiment. S 1 to S 6 indicate the turn-on or turn-off state of each switch, V 1 denotes a primary side voltage, and V 2 denotes a secondary side voltage.
EPS 모드로 전력을 전송하는 경우, 출력 전압의 페이즈(φ) 및 펄스 폭(α)이 변경될 수 있다. 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 전압의 페이즈(φ)의 변경은 1차 측 회로의 스위치와 2차 측 회로의 스위치를 서로 상이한 시점에 턴온 및 턴오프하는 방식으로 제어될 수 있으며, 전압의 펄스 폭(α)의 변경은 예컨대 제1 레그의 스위치(S3, S4)와 제2 레그의 스위치(S5, S6)를 서로 상이한 시점에 턴온 및 턴오프하는 방식으로 제어할 수 있다.When power is transmitted in the EPS mode, the phase (phi) and pulse width (alpha) of the output voltage can be changed. As can be seen in Fig. 2, the change of the phase of the voltage can be controlled by turning on and off the switches of the primary side circuit and the switches of the secondary side circuit at different points of time, The change of the pulse width alpha can be controlled by, for example, a method of turning on and off the switches S 3 and S 4 of the first leg and the switches S 5 and S 6 of the second leg at different time points .
도 3은 일실시예에 따른 양방향 직렬 공진형 컨버터의 스위칭 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에는 일실시예에 따라 SPS 모드를 이용하여 양방향 직렬 공진형 컨버터를 스위칭하는 방법이 도시된다. S1 내지 S6는 각 스위치의 턴온 또는 턴오프 상태를 나타내며, V1은 1차 측 전압을 나타내고 V2는 2차 측 전압을 나타낸다.3 is a view for explaining a switching method of the bidirectional series resonance type converter according to one embodiment. FIG. 3 illustrates a method of switching a bidirectional series resonant converter using the SPS mode according to one embodiment. S 1 to S 6 indicate the turn-on or turn-off state of each switch, V 1 denotes a primary side voltage, and V 2 denotes a secondary side voltage.
SPS 모드로 전력을 전송하는 경우, 출력 전압의 페이즈(φ)가 변경될 수 있다. 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 전압의 페이즈(φ)의 변경은 1차 측 회로의 스위치와 2차 측 회로의 스위치를 서로 상이한 시점에 턴온 및 턴오프하는 방식으로 제어될 수 있다.When transmitting power in the SPS mode, the phase (phi) of the output voltage can be changed. As can be seen from Fig. 3, the change of the phase φ of the voltage can be controlled by turning on and off the switches of the primary side circuit and the switches of the secondary side circuit at different times.
도 4는 일실시예에 따른 양방향 직렬 공진형 컨버터의 등가 회로 모델을 예시적으로 보여주는 도면이다. 1차 측 회로에서 2차 측 회로로 전력을 전송하는 것을 정방향 전송이라 정의하고, 2차 측 회로에서 1차 측 회로로 전력을 전송하는 것을 역방향 전송이라 정의할 때, 정방향 전송 시 도 2에 도시된 것과 같은 EPS 모드로 전력을 전송하고 역방향 전송 시 도 3에 도시된 것과 같은 SPS 모드로 전력을 전송하면 정방향 전송과 역방향 전송 모두 ZVS 조건을 만족하도록 제어가 가능하다.4 is an exemplary diagram illustrating an equivalent circuit model of a bidirectional series resonant converter according to an embodiment. When forward transmission is defined as the transmission of power from the primary circuit to the secondary circuit and reverse transmission is defined as the transmission of power from the secondary circuit to the primary circuit, When the power is transmitted in the EPS mode as shown in FIG. 3 and the power is transmitted in the SPS mode as shown in FIG. 3 during the reverse transmission, it is possible to control the ZVS conditions to satisfy both the forward transmission and the reverse transmission.
ZVS란 스위치가 턴온 되는 순간 전압과 전류의 극성(polarity)이 서로 반대이거나 전류가 0이 되도록 하여 전력 손실을 최소화하는 기법이다. 제안되는 제어 방법에서 정방향으로 전력이 전송되는 동안의 EPS 모드의 ZVS 조건은 다음의 수학식 1과 같다.ZVS is a technique that minimizes the power loss by reversing the polarity of the voltage and the current when the switch is turned on or making the current zero. In the proposed control method, the ZVS condition of the EPS mode during power transmission in the forward direction is expressed by
여기서, M은 입력 전압 대 출력 전압의 비를 나타낸다. 수학식 1에 나타난 EPS 모드의 ZVS 조건을 살펴보면, 기존의 정방향 SPS 모드의 ZVS 조건에 비하여 자유도가 높다는 것을 알 수 있다. 예컨대, 기존의 정방향 SPS 모드의 ZVS 조건은 다음의 수학식 2와 같다.Here, M represents the ratio of the input voltage to the output voltage. The ZVS condition of the EPS mode shown in
이와 같은 수학식 1 및 2의 ZVS 조건을 각각 그래프로 나타낸 것이 도 5 및 도 7이다. 도 5에서는 전압 이득이 1 이상이어도 ZVS 조건을 만족시킬 수 있지만, 도 7에서는 전압 이득이 1 이상인 경우 경부하(Light Load)에서 ZVS 조건을 만족시킬 수 없어 하드 스위칭(Hard switching)이 발생한다.The ZVS conditions of the equations (1) and (2) are shown in FIG. 5 and FIG. 7, respectively. In FIG. 5, even if the voltage gain is 1 or more, the ZVS condition can be satisfied. However, in FIG. 7, when the voltage gain is 1 or more, the ZVS condition can not be satisfied in light load and hard switching occurs.
한편, 역방향 전력 전송 시의 SPS 모드의 ZVS 조건은 다음의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.Meanwhile, the ZVS condition of the SPS mode at the time of the reverse power transmission can be expressed by the following Equation (3).
역방향 SPS 모드의 ZVS 조건을 나타낸 수학식 3은 정방향 SPS 모드의 ZVS 조건을 나타낸 수학식 2와 상이하다. 이는 역방향으로 전력을 전송하는 경우에 고려되는 자화 인덕턴스가 상이하기 때문이다. 위 수학식 3의 ZVS 조건을 그래프로 나타낸 것이 도 6이다. 도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이 전압 이득이 1 이상이어도 ZVS 조건을 만족시킬 수 있다.Equation (3) showing the ZVS condition in the reverse SPS mode is different from Equation (2) showing ZVS condition in the forward SPS mode. This is because the magnetization inductance considered in the case of transmitting power in the reverse direction is different. FIG. 6 is a graph showing the ZVS condition of Equation (3). As can be seen from FIG. 6, even if the voltage gain is 1 or more, the ZVS condition can be satisfied.
따라서, 정방향 전력 전송 시 EPS 모드를 이용하고 역방향 전력 전송 시 SPS 모드를 이용하여, 전압 이득이 1 이상인 경우에도 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 ZVS 조건을 만족시킬 수 있으므로, 정방향 전송 및 역방향 전송 모두에서 ZVS 구현이 가능하다.Therefore, when the EPS mode is used for the forward power transmission and the SPS mode is used for the reverse power transmission, the ZVS condition can be satisfied even when the voltage gain is 1 or more as shown in FIGS. 5 and 6, ZVS implementation is possible in both transmission.
도 9는 일실시예에 따른 양방향 직렬 공진형 컨버터의 스위칭 방법에 따라 전력 전송 방향을 전환하는 방식을 설명하기 위한 그래프이다.9 is a graph for explaining a method of switching a power transmission direction according to a switching method of a bidirectional series resonant converter according to an embodiment.
정방향 전력 전송 시에 EPS 모드를 이용하고 역방향 전력 전송 시에 SPS 모드를 이용하기 위해서는, 전력 조류(Power Flow)가 0이 되는 지점 부근에서 EPS 모드와 SPS 모드 간의 전환이 이루어져야 한다.In order to use the EPS mode in the forward power transmission and the SPS mode in the reverse power transmission, the EPS mode and the SPS mode must be switched in the vicinity of the point where the power flow becomes zero.
이 때, EPS 모드에서 SPS 모드로 전환되는 기준점과 SPS 모드에서 EPS 모드로 전환되는 기준점이 동일하거나 너무 근접하게 지정되는 경우, 해당 지점에서 두 모드 간의 전환이 반복적으로 발생하는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위하여, 제안되는 제어 방법에서는 모드의 전환에 히스테리시스(Hysteresis) 제어를 적용한다.In this case, when the reference point for switching from the EPS mode to the SPS mode and the reference point for switching to the EPS mode in the SPS mode are designated to be the same or in close proximity to each other, there may occur a problem that the switching between the two modes occurs repeatedly at the corresponding point. In order to prevent such a problem, the proposed control method applies hysteresis control to mode switching.
예를 들어, 도 9에 도시된 것처럼 전력 조류가 제1 기준치일 때 EPS 모드에서 SPS 모드로 전환되고, 전력 조류가 제2 기준치일 때 SPS 모드에서 EPS 모드로 전환되도록 하여 서로 상이한 지점에서 모드 전환이 진행되도록 할 수 있다.For example, as shown in FIG. 9, when the power flow is the first reference value, the EPS mode is switched to the SPS mode, and when the power flow is the second reference value, the SPS mode is switched to the EPS mode, . ≪ / RTI >
보다 구체적인 예로서, 정방향으로 전달되는 전력의 양을 양(+)의 부호로 표현하고, 역방향으로 전달되는 전력의 양을 음(-)의 부호로 표현할 때, 전력 조류가 0보다 작은 값을 가지는 제1 기준치에서 EPS 모드에서 SPS 모드로 전환되도록 제어하고, 전력 조류가 0보다 큰 값을 가지는 제2 기준치에서 SPS 모드에서 EPS 모드로 전환되도록 제어할 수 있다.As a more specific example, when the amount of power transmitted in a forward direction is represented by a positive sign and the amount of power transmitted in a reverse direction is represented by a negative sign, It is possible to control to switch from the EPS mode to the SPS mode at the first reference value and to control the switching from the SPS mode to the EPS mode at the second reference value having the power flow greater than zero.
이상에서 설명된 바와 같이, 제안되는 실시예에 따라 양방향 직렬 공진형 컨버터를 스위칭하는 경우 1차 측과 2차 측이 모두 풀 브릿지를 구비하지 않더라도 양방향 전력 제어 시 모두 ZVS가 구현되도록 할 수 있다는 이점이 있다. 본 명세서에서는 1차 측이 하프 브릿지로 구성된 실시예를 중심으로 설명되었으나, 1차 측이 풀 브릿지 등으로 구성된 경우에도 제안되는 제어 기법의 응용이 가능하다.As described above, according to the proposed embodiment, when the bidirectional series resonant converter is switched, the ZVS can be implemented in both bidirectional power control even if the primary side and the secondary side are not provided with full bridges . Although the present invention has been described with reference to the embodiment in which the primary side is constituted by a half bridge, the proposed control technique can be applied even when the primary side is constituted by a full bridge or the like.
나아가, EPS 모드와 SPS 모드의 복합적 사용시 발생할 수 있는 문제를 방지하기 위하여 히스테리시스 제어 기법을 이용함으로써 안정적으로 전력 전송 방향을 전환할 수 있다.Furthermore, in order to prevent problems that may occur when the EPS mode and the SPS mode are used in combination, the hysteresis control technique can be used to stably switch the power transmission direction.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The embodiments described above may be implemented in hardware components, software components, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the devices, methods, and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, such as an array, a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be embodyed temporarily. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (19)
전압의 페이즈(φ) 및 전압의 펄스 폭(α)을 변경시키는 익스텐디드 페이즈 시프트(Extended Phase Shift; EPS) 모드로 상기 1차 측 회로에서 상기 2차 측 회로로 전력을 전송하는 단계; 및
전압의 페이즈(φ)를 변경시키는 싱글 페이즈 시프트(Single Phase Shift; SPS) 모드로 상기 2차 측 회로에서 상기 1차 측 회로로 전력을 전송하는 단계
를 포함하는, 양방향 직렬 공진형 컨버터를 스위칭하는 방법.A method for switching a bidirectional series resonant converter in which a primary circuit includes a half bridge and a secondary circuit includes a full bridge,
Transmitting power from the primary side circuit to the secondary side circuit in an extended phase shift (EPS) mode that changes a voltage phase (?) And a voltage pulse width (?); And
Transmitting power from the secondary circuit to the primary circuit in a single phase shift (SPS) mode that alters the phase of the voltage
Gt; a < / RTI > bidirectional series resonant converter.
상기 1차 측 회로에서 상기 2차 측 회로로 전력을 전송하는 단계는,
상기 1차 측 회로의 스위치 및 상기 2차 측 회로의 스위치 각각을 상기 페이즈(φ) 및 상기 펄스 폭(α)이 상기 EPS 모드의 제로 전압 스위칭(Zero Voltage Switching; ZVS) 조건을 만족할 때에 턴온되도록 제어하는,
양방향 직렬 공진형 컨버터를 스위칭하는 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of transmitting power from the primary circuit to the secondary circuit comprises:
Wherein the switch of the primary circuit and the switch of the secondary circuit are respectively turned on when the phase and the pulse width satisfy the Zero Voltage Switching (ZVS) condition of the EPS mode Controlling,
A method for switching a bidirectional series resonant converter.
상기 EPS 모드의 ZVS 조건은,
여기서, ip,f 는 1차 측 전압을 나타내고, M은 입력 전압 대 출력 전압의 비를 나타내는,
양방향 직렬 공진형 컨버터를 스위칭하는 방법.3. The method of claim 2,
The ZVS condition of the EPS mode is,
Here, i p, f denotes a primary-side voltage, M denotes a ratio of an input voltage to an output voltage,
A method for switching a bidirectional series resonant converter.
상기 2차 측 회로에서 상기 1차 측 회로로 전력을 전송하는 단계는,
상기 1차 측 회로의 스위치 및 상기 2차 측 회로의 스위치 각각을 상기 페이즈(φ)가 상기 SPS 모드의 ZVS 조건을 만족할 때 턴온되도록 제어하는,
양방향 직렬 공진형 컨버터를 스위칭하는 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of transmitting power from the secondary circuit to the primary circuit comprises:
And controls the switch of the primary circuit and the switch of the secondary circuit to be turned on when the phase (φ) satisfies the ZVS condition of the SPS mode,
A method for switching a bidirectional series resonant converter.
상기 SPS 모드의 ZVS 조건은,
여기서, M은 입력 전압 대 출력 전압의 비를 나타내고, Lr은 공진 탱크의 인덕턴스를 나타내고, Cr은 공진 탱크의 캐패시턴스를 나타내고, Lm은 자화 인덕턴스를 나타내는,
양방향 직렬 공진형 컨버터를 스위칭하는 방법.5. The method of claim 4,
The ZVS condition of the SPS mode is,
Where M denotes the ratio of the input voltage to the output voltage, L r denotes the inductance of the resonance tank, C r denotes the capacitance of the resonance tank, L m denotes the magnetization inductance,
A method for switching a bidirectional series resonant converter.
상기 1차 측 회로는 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S2)를 포함하는,
양방향 직렬 공진형 컨버터를 스위칭하는 방법.The method according to claim 1,
The primary side circuit includes a first switch (S1) and a second switch (S2)
A method for switching a bidirectional series resonant converter.
상기 2차 측 회로는 제1 레그(leg) 및 제2 레그를 포함하고,
상기 제1 레그는 제3 스위치(S3), 및 제4 스위치(S4)를 포함하고,
상기 제2 레그는 제5 스위치(S5), 및 제6 스위치(S6)를 포함하는,
양방향 직렬 공진형 컨버터를 스위칭하는 방법.The method according to claim 1,
Wherein the secondary circuit includes a first leg and a second leg,
The first leg includes a third switch S3 and a fourth switch S4,
The second leg includes a fifth switch (S5), and a sixth switch (S6).
A method for switching a bidirectional series resonant converter.
상기 펄스 폭(α)의 변경은 상기 제1 레그의 스위치와 상기 제2 레그의 스위치를 서로 상이한 시점에 턴온 및 턴오프하는 방식으로 제어되는,
양방향 직렬 공진형 컨버터를 스위칭하는 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the change of the pulse width is controlled in such a manner that the switch of the first leg and the switch of the second leg are turned on and off at different points of time,
A method for switching a bidirectional series resonant converter.
상기 전압의 페이즈(φ)의 변경은 상기 1차 측 회로의 스위치와 상기 2차 측 회로의 스위치를 서로 상이한 시점에 턴온 및 턴오프하는 방식으로 제어되는,
양방향 직렬 공진형 컨버터를 스위칭하는 방법.The method according to claim 1,
Wherein the change of the phase of the voltage is controlled by a method of turning on and off the switch of the primary side circuit and the switch of the secondary side circuit at different points of time,
A method for switching a bidirectional series resonant converter.
전력 전송의 방향 전환 시, 전력 조류(Power Flow)가 제1 기준치일 때 상기 EPS 모드에서 상기 SPS 모드로 전환되고, 전력 조류가 상기 제1 기준치와 상이한 제2 기준치일 때 상기 SPS 모드에서 상기 EPS 모드로 전환되는,
양방향 직렬 공진형 컨버터를 스위칭하는 방법.The method according to claim 1,
When the direction of the power transmission is changed, the power mode is switched from the EPS mode to the SPS mode when the power flow is the first reference value, and when the power flow is a second reference value different from the first reference value, Mode,
A method for switching a bidirectional series resonant converter.
전압의 페이즈(φ) 및 전압의 펄스 폭(α)을 변경시키는 익스텐디드 페이즈 시프트(Extended Phase Shift; EPS) 모드로 상기 1차 측 회로에서 상기 2차 측 회로로 전력을 전송하는 단계; 및
전압의 페이즈(φ)를 변경시키는 싱글 페이즈 시프트(Single Phase Shift; SPS) 모드로 상기 2차 측 회로에서 상기 1차 측 회로로 전력을 전송하는 단계
를 포함하는,
컴퓨터 판독 가능한 기록매체.A computer-readable medium having embodied thereon a program for executing a method for switching a bidirectional series resonant converter including a half bridge and a secondary circuit including a full bridge, the program comprising:
Transmitting power from the primary side circuit to the secondary side circuit in an extended phase shift (EPS) mode that changes a voltage phase (?) And a voltage pulse width (?); And
Transmitting power from the secondary circuit to the primary circuit in a single phase shift (SPS) mode that alters the phase of the voltage
/ RTI >
A computer readable recording medium.
하프 브릿지를 포함하는 1차 측 회로; 및
풀 브릿지를 포함하는 2차 측 회로
를 포함하고,
상기 1차 측 회로에서 상기 2차 측 회로로 전력을 전송하는 경우 전압의 페이즈(φ) 및 전압의 펄스 폭(α)을 변경시키는 익스텐디드 페이즈 시프트(Extended Phase Shift; EPS) 모드로 동작하고,
상기 2차 측 회로에서 상기 1차 측 회로로 전력을 전송하는 경우 전압의 페이즈(φ)를 변경시키는 싱글 페이즈 시프트(Single Phase Shift; SPS) 모드로 동작하는,
양방향 직렬 공진형 컨버터.In the bidirectional series resonance type converter,
A primary side circuit including a half bridge; And
Secondary circuit including full bridge
Lt; / RTI >
(EPS) mode for changing the voltage phase (?) And the voltage pulse width (?) When power is transferred from the primary circuit to the secondary circuit ,
(SPS) mode for changing a phase (?) Of a voltage when power is transferred from the secondary circuit to the primary circuit,
Bidirectional series resonant converter.
상기 1차 측 회로에서 상기 2차 측 회로로 전력을 전송하는 경우,
상기 1차 측 회로의 스위치 및 상기 2차 측 회로의 스위치 각각은 상기 페이즈(φ) 및 상기 펄스 폭(α)이 상기 EPS 모드의 제로 전압 스위칭(Zero Voltage Switching; ZVS) 조건을 만족할 때에 턴온되도록 제어되는,
양방향 직렬 공진형 컨버터.13. The method of claim 12,
When power is transmitted from the primary side circuit to the secondary side circuit,
Each of the switches of the primary side circuit and the secondary side circuit is controlled such that the phase φ and the pulse width α are turned on when the zero voltage switching (ZVS) condition of the EPS mode is satisfied Controlled,
Bidirectional series resonant converter.
상기 2차 측 회로에서 상기 1차 측 회로로 전력을 전송하는 경우,
상기 1차 측 회로의 스위치 및 상기 2차 측 회로의 스위치 각각은 상기 페이즈(φ)가 상기 SPS 모드의 ZVS 조건을 만족할 때 턴온되도록 제어되는,
양방향 직렬 공진형 컨버터.13. The method of claim 12,
When power is transmitted from the secondary side circuit to the primary side circuit,
Wherein the switch of the primary side circuit and the switch of the secondary side circuit are controlled so as to be turned on when the phase (φ) satisfies the ZVS condition of the SPS mode,
Bidirectional series resonant converter.
상기 1차 측 회로는 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S2)를 포함하는,
양방향 직렬 공진형 컨버터.13. The method of claim 12,
The primary side circuit includes a first switch (S1) and a second switch (S2)
Bidirectional series resonant converter.
상기 2차 측 회로는 제1 레그(leg) 및 제2 레그를 포함하고,
상기 제1 레그는 제3 스위치(S3), 및 제4 스위치(S4)를 포함하고,
상기 제2 레그는 제5 스위치(S5), 및 제6 스위치(S6)를 포함하는,
양방향 직렬 공진형 컨버터.13. The method of claim 12,
Wherein the secondary circuit includes a first leg and a second leg,
The first leg includes a third switch S3 and a fourth switch S4,
The second leg includes a fifth switch (S5), and a sixth switch (S6).
Bidirectional series resonant converter.
상기 펄스 폭(α)의 변경은 상기 제1 레그의 스위치와 상기 제2 레그의 스위치를 서로 상이한 시점에 턴온 및 턴오프하는 방식으로 제어되는,
양방향 직렬 공진형 컨버터.17. The method of claim 16,
Wherein the change of the pulse width is controlled in such a manner that the switch of the first leg and the switch of the second leg are turned on and off at different points of time,
Bidirectional series resonant converter.
상기 전압의 페이즈(φ)의 변경은 상기 1차 측 회로의 스위치와 상기 2차 측 회로의 스위치를 서로 상이한 시점에 턴온 및 턴오프하는 방식으로 제어되는,
양방향 직렬 공진형 컨버터.13. The method of claim 12,
Wherein the change of the phase of the voltage is controlled by a method of turning on and off the switch of the primary side circuit and the switch of the secondary side circuit at different points of time,
Bidirectional series resonant converter.
전력 전송의 방향 전환 시, 전력 조류(Power Flow)가 제1 기준치일 때 상기 EPS 모드에서 상기 SPS 모드로 전환되고, 전력 조류가 상기 제1 기준치와 상이한 제2 기준치일 때 상기 SPS 모드에서 상기 EPS 모드로 전환되는,
양방향 직렬 공진형 컨버터.13. The method of claim 12,
When the direction of the power transmission is changed, the power mode is switched from the EPS mode to the SPS mode when the power flow is the first reference value, and when the power flow is a second reference value different from the first reference value, Mode,
Bidirectional series resonant converter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170155646A KR101949615B1 (en) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Bidirectional series resonant converter and method for controlling the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170155646A KR101949615B1 (en) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Bidirectional series resonant converter and method for controlling the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101949615B1 true KR101949615B1 (en) | 2019-02-18 |
Family
ID=65561532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170155646A KR101949615B1 (en) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Bidirectional series resonant converter and method for controlling the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101949615B1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112583276A (en) * | 2020-11-02 | 2021-03-30 | 西安理工大学 | Bidirectional double-active full-bridge converter and linearization direct power control method thereof |
| CN113300608A (en) * | 2021-05-26 | 2021-08-24 | 西安交通大学 | Direct current transformer control strategy, device, equipment and storage medium |
| KR20220135234A (en) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 에코플로우 인크. | Resonant converter and synchronous rectification control method therefor |
| CN117294149A (en) * | 2023-11-27 | 2023-12-26 | 中国地质大学（武汉） | Pulse modulation system of improved unidirectional direct-current series resonant converter |
-
2017
- 2017-11-21 KR KR1020170155646A patent/KR101949615B1/en active IP Right Grant
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| B. Zhao et al. "Extended-Phase-Shift Control of Isolated Bidirectional DC-DC Converter for Power Distribution in Microgrid". IEEE. 2012. * |
| M. Tumay et al. "Comparison of Different Phase-Shift Control Methods at Isolated Bidirectional DC-DC Converter". 2013. * |
| S. Hu et al. "A comparative study of phase-shift control schemes in a bidirectional series resonant converter". IEEE. 2017. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112583276A (en) * | 2020-11-02 | 2021-03-30 | 西安理工大学 | Bidirectional double-active full-bridge converter and linearization direct power control method thereof |
| KR20220135234A (en) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 에코플로우 인크. | Resonant converter and synchronous rectification control method therefor |
| KR102628891B1 (en) | 2021-03-29 | 2024-01-23 | 에코플로우 인크. | Resonant converter and its synchronous rectification control method |
| CN113300608A (en) * | 2021-05-26 | 2021-08-24 | 西安交通大学 | Direct current transformer control strategy, device, equipment and storage medium |
| CN113300608B (en) * | 2021-05-26 | 2022-08-09 | 西安交通大学 | Direct current transformer control strategy, device, equipment and storage medium |
| CN117294149A (en) * | 2023-11-27 | 2023-12-26 | 中国地质大学（武汉） | Pulse modulation system of improved unidirectional direct-current series resonant converter |
| CN117294149B (en) * | 2023-11-27 | 2024-02-27 | 中国地质大学（武汉） | Pulse modulation system of improved unidirectional direct-current series resonant converter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101949615B1 (en) | Bidirectional series resonant converter and method for controlling the same | |
| KR101772795B1 (en) | Protection from hard commutation events at power switches | |
| US20110164443A1 (en) | Method And System For Controlling A Power Converter System Connected To A DC-BUS Capacitor | |
| US9166488B2 (en) | Method and apparatus for resetting a resonant converter | |
| JP6573502B2 (en) | DC-DC converter | |
| US8810275B2 (en) | Dynamic impedance matching for improved transient performance in a direct current-to-direct current (‘DC/DC’) converter for delivering a load to an electrical component | |
| JPH09224373A (en) | Series resonance power converter | |
| US9831782B2 (en) | Switched mode power supply with secondary-side power regulation | |
| JP7395043B2 (en) | Power converter and its control method | |
| KR20200038546A (en) | Josephson transmission line system | |
| KR102077402B1 (en) | Electric variable capacitor and impedance matching circuit | |
| US20170264248A1 (en) | Switching amplifier with zero voltage switching and balanced thermal control algorithm | |
| CN104052288A (en) | Devices and methods for compensating for a voltage imbalance within a power supply | |
| EP3849069A1 (en) | Startup of a voltage converter | |
| JP2019057992A (en) | Power inverter circuit | |
| EP3648124B1 (en) | Segmented winding techniques for a coupled inductor circuit | |
| KR101968411B1 (en) | Method and apparatus for controlling output voltage of resonant converter | |
| JP2020025390A (en) | Power converter and control method of the same | |
| KR20190128815A (en) | Phase-shifted full-bridge converter with new rectifier structure using coupled output inductor | |
| KR102621925B1 (en) | An wireless power apparatuse using multiple receiving coils for efficiency and system including the same | |
| KR20000007251A (en) | Voltage vector overmodulation method considering counter electromotive force of motor | |
| KR102642467B1 (en) | New Phase-Shift Full-Bridge Converter with Coupled Inductor Rectifier | |
| US9419607B2 (en) | Gate drive circuit | |
| KR101884094B1 (en) | Apparatus and method for controlling voltage of a multilevel converter | |
| KR102399086B1 (en) | Method for Sensing Output Voltage of LLC Resonant Converter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |