Improved modeling and control of integrated boost-flyback converter for high step-up applications

고승압비를 갖는 부스트-플라이백 컨버터의 개선된 모델링 방법 및 제어

본 논문에서는 부스트-플라이백(Integrated Boost-Flyback Converter, IBFC) 직렬 연결 구조 컨버터의 동작 특성 해석 및 정확한 제어기 설계를 위한 개선된 모델링 방법을 제시한다. 주 스위치에 의해 IBFC의 부스트, 플라이백 컨버터가 서로 다른 도통 모드로 동시에 동작 하기 때문에 2대 컨버터의 모델링과 회로 해석을 위한 이론적인 모델링 접근방법과 수학적인 계산과정이 복잡하다. 따라서 IBFC를 등가 전류 소스를 포함한 부스트, 플라이백 컨버터로 각각 나누어 상태 공간 평균화 방법을 이용하여 회로 방정식을 독립적으로 유도한 후, 이 회로 방정식을 종합하여 IBFC의 완전한 상태 공간 방정식을 얻을 수 있다. 제안된 방법은 IBFC의 복잡한 모델링을 간단하게 해 주며, 수학적인 계산 과정도 간소화 시킬 수 있는 장점이 있다. 이를 바탕으로 정상 상태 해석 및 높은 출력 전압 추종 제어기를 설계하였다. 시뮬레이션과 실험 결과를 제시하여 제안된 방법의 유효함을 검증하였다.