High efficiency, low voltage ZVS-CV DC-DC converter

• Autorzy: Widlok M.

Warianty tytułu

PL

Wysokosprawny, niskonapięciowy konwerter DC-DC

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Design and analysis of high current, Iow voltage, very low noise DC-DC converter is presented. Special attention was made to reduce EMI (electromagnetic interference) and other generated noise and increase efficiency especially at low-load or no-load operation. Additionally a special care was taken to optimise high current circuits. Presented power supply is soft switched ZVS-CV (zero voltage switching - clamped voltage) type with special resonant components included and intelligent controller. Theoretical analysis of the modified converter circuit shows how additional components are stressed and how the converter operation changes. Additionally a computer simulation was performed to verify the results. Experimental results as well as electrical design guidelines are presented, and problem areas are outlined. The experimental power supply tested in the laboratory has 1.6 kW output at 20 V 80 A, achieving 96% efficiency at full load and 18 W losses at no load operation.

PL

Artykuł przedstawia projekt i analizę teoretyczną niskonapięciowego, wysokoprądowego konwertera DC-DC. Wiele uwagi poświęcono zredukowaniu zakłóceń EMI i zwiększeniu sprawności przy pracy z małymi obciążeniami i na biegu jałowym. Dodatkowo obwody wysokoprądowe zostały specjalnie zoptymalizowane. Przedstawiony konwerter jest miękko przełączanym zasilaczem ZVS-CV z dodatkowymi elementami rezonansowymi i inteligentnym sterownikiem. Analiza teoretyczna zmodyfikowanego konwertera pokazuje obciążenia, jakim poddane są dodatkowe elementy, oraz jak zmienia się praca układu w stosunku do rozwiązań tradycyjnych. Dodatkowo przeprowadzona została również symulacja komputerowa, pozwalająca na zweryfikowanie rezultatów. Przedstawione zostały także rezultaty eksperymentalne oraz wymieniono możliwe problemy wraz z przykładami ich rozwiązań. Testy przeprowadzone zostały na 1,6 kW zasilaczu prototypowym z wyjściem 20 V, 80 A. Osiągnięto sprawność 96% przy pełnym obciążeniu i 18 W strat przy biegu jałowym.

Słowa kluczowe

EN

soft switching; ECM/EMI; resonant converters; high frequency power converters; DC power supplies

PL

miękkie przełączanie; ECM/EMI; konwertery rezonansowe; konwertery DC-DC; źródła prądu stałego

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Elektrotechnika i Elektronika
• Rocznik: 2004
• Tom: T. 23, z. 1
• Strony: 71--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., rys., fot., wykr.

Twórcy

autor

Widlok M.

• WEAIiE AGH Kraków

Bibliografia

• [1] Aigner H., Dierberger K., Grafham D.: Improwing the Full-bridge Phase-shift ZVT Converter for Failure-free Operation Under Extreme Conditions in Welding and Similar Applications. IAS 98
• [2] Moham N., Tore M., Undeland W., Robbins P.: Power Electronics. New York , John Wiley & Sons 1989
• [3] Dieberger K.: A New Generation of Power MOSFETs Offers Improved Performance At Reduced Cost. Advanced Power Technology 1997