Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers (조명전기설비학회논문지)

The Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers (한국조명전기설비학회)
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Input Current Ripple Improvement on Interleaved Boost Power Factor Corrector Operating in Discontinuous Current Mode

불연속 전류모드로 동작하는 Interleaved 승압형 역률보상 컨버터의 입력전류 리플개선

  • 허태원 (마산대학 컴퓨터응용전기계열) ;
  • 박지호 (동명대학 기계자동화시스템계열) ;
  • 노태균 (유한대학 디지털모터과) ;
  • 김동완 (동명대학 전기전자계열) ;
  • 박한석 (부경대학교 전기제어계측공학부) ;
  • 우정인 (동아대 전기전자컴퓨터공학부)
  • Published : 2003.01.01
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Abstract

In this paper, interleaved boost converter is applied as a pre-regulator in switched mode power supply. The pre-regulator plays a role to improve power factor. Interleaved Boost Power Factor Corrector(IBPFC) can reduce input current ripple as a single voltage control loop only without inner current loop, because input current is divided each 50% by two switching devices. Each converter cell is also operated in discontinuous current mode and inductor current of each converter is discontinuous. Total input current which is composed by each converter cell is continuous current. Thus, IBPFC is able to improve input current ripple. IBPFC operating in discontinuous current mode can be classified as six modes from switching state and be carried out state space averaging small signal modeling. A control transfer function is obtained according to the modeling. Single voltage control loop is also constructed by the control transfer function. From experimental result, improvement of power factor and input current ripple are verified.

본 논문에서는 SMPS의 교류 입력측 역률을 개선시킬 수 있는 전치 레귤레이터로서 interleaved 승압형 컨버터를 관하여 연구하였다. Interleaved 승압형 역률보상 컨버터(IBPFC)는 입력전류를 두 개의 스위칭 소자에 의하여 50%씩 나누어져 흐르게 함으로써, 내부 전류제어 루프 얼이 전압제어 루프만으로 제어계를 구성하여 입력전류 리플을 줄일 수 있다. 즉, IBPFC를 구성하는 각각의 부스트 컨버터 cell을 불연속 전류모드로 동작시키더라도 전체적인 입력전류의 파형은 연속이 되어 입력전류 리플이 감소하게 된다. 불연속 전류모드로 동작하는 IBPFC를 해석하기 위하여 스위칭 상태에 따라서 6개의 모드로 구분하여 상태방정식을 구하였다. 또한, 각 상태방정식을 상태공간 평균화법을 이용하여 모델링하고, 미소변동분을 고려한 소신호 해석을 통하여 제어전달함수를 구할 수 있다. 또한, 제어전달함수를 이용하여 단일 전압제어 루프를 가지는 제어계를 설계하였으며, 이러한 해석 및 설계를 바탕으로 실험을 통하여 IBPFC의 역률개선 및 리플저감을 확인하였다.

Keywords

References

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