AC-DC Solid-State Transformer by Using Synchronous Switched Capacitor Converter

• Main Authors: HONG, JUN HEE, WON JE HYUK
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 10.10.2023
• Subjects: APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC,OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWERSUPPLY SYSTEMS; CONTROL OR REGULATION THEREOF; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUTPOWER; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER; ELECTRICITY; GENERATION

A semiconductor transformer using a synchronous switched capacitor converter comprises: a rectifier which rectifies AC power supplied by connection to both ends of an input power source into DC power; the synchronous switched capacitor converter which is connected to the rectifier, and has a plurality of synchronous cells connected in a cascade manner, wherein in the synchronous cell, a series switch and a parallel switch for switching the DC power are connected in series, and capacitors for charging and discharging the DC power are connected to each of the other terminals of the parallel switch and the series switch, and in the cascade manner, the contact of the parallel switch and the series switch of the previous synchronous cell is connected to the contact of the parallel switch and the capacitor of the next synchronous cell and the contact of the series switch and the capacitor of the previous synchronous cell is connected to the contact of the series switch and the capacitor of the next synchronous cell via a parallel bottom switch; a control unit which controls the on/off of the switches; an inductance element located between the synchronous switched capacitor converter and the rectifier; and a load section which outputs an output voltage (V_o) generated from the synchronous switched capacitor converter. The present invention improves the efficiency of the entire converter system. 동기 스위치드 캐패시터 컨버터를 이용한 반도체 변압기는 입력 전원의 양단에 연결되어 공급되는 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류기와; 상기 직류 전원을 스위칭하는 병렬용 스위치와 직렬용 스위치가 직렬 연결되고, 병렬용 스위치와 직렬용 스위치의 각 타단에는 직류 전원을 충방전하는 커패시터가 연결된 형태의 동기 셀이, 직전 동기 셀의 병렬용 스위치와 직렬용 스위치의 접점은 다음 동기 셀의 커패시터와 병렬용 스위치의 접점과 연결되며, 직전 동기 셀의 커패시터와 직렬용 스위치의 접점은 병렬용 바텀 스위치를 거쳐 다음 동기 셀의 커패시터와 직렬용 스위치의 접점과 연결되는 캐스케이드 방식으로 복수 개 연결되어 이루어지며, 상기 정류기에 연결되는 동기 스위치드 캐패시터 컨버터와; 상기 스위치들의 온오프를 제어하는 제어부와; 상기 동기 스위치드 캐패시터 컨버터와 정류기 사이에 위치하는 인덕턴스 소자와; 상기 동기 스위치드 캐패시터 컨버터에서 발생한 출력 전압(Vo)을 출력하는 부하단;으로 이루어진 것을 특징으로 한다.