본 논문에서는 전력변환회로의 소신호 모델을 이용한 데드빗 전류모드제어기를 설계하였다. 소신호 모델을 이용함으로써 부스투, 벅, 벅-부스트 컨버터에 모두 적용 가능한 데드빗 전류모드제어기를 설계 가능하고, 설계한 제어기는 모든 시비율 동작 조건에서 안정함을 확인하였다. 16bit 마이크로컨트롤러인 80C196KC를 사용하여 설계된 디지털 제어기를 구현하고, 아날로그제어기를 이용한 전류모드 제어에서의 동작 조건에 따른 불안정성 문제를 해결할 수 있음을 실험을 통해 확인하였다.
본 논문에서는 효율을 개선하고 인버터 스위칭 주파수를 줄이기 위하여 벅-부스트 형식을 기반의 PWM 전류형 인버터를 내장한 6-pulse-shift 컨버터 구조를 제안한다. 이는 에너지 저장장치 없이 태양광 시스템과 전력계통 사이를 연계하는 시스템으로 사용할 수 있다. 제안된 회로는 초퍼로 동작하는 6개의 전류형 벅-부스트 컨버터와 교류 출력의 극성을 결정하는 한 개의 전파 브리지 인버터로 구성된다. 따라서 제안된 인버터는 스위칭 손실을 줄이고 단위 역률운전을 구현하는 장점을 갖는다. 본 논문에서 이론적인 배경을 논하고 TMS320F2812를 사용하여 구현된 인버터 시작품에 대한 입출력 특성을 실험적으로 입증하였다.
본 논문에서는 납축전지 모델링, 파라미터 도출 및 3kW급 3상 절연형 인터리브드 배터리 충방전기를 설계하고 부하실험 결과를 분석하였다. 제작된 컨버터는 모든 스위치가 ZVS로 동작하여 높은 효율을 갖고 3상 구조를 채택하여 전류경로의 분산을 통한 전력전달 능력 증대의 효과 및 입력전류 리플크기를 줄여주는 인터리브드 효과를 갖는다. 승압/강압 능력이 있는 부스트/벅 컨버터 구조를 갖도록 하여 낮은 권선비의 변압기로 높은 승압/강압 전력변환, 에너지원과 부하사이에 절연이 가능 해진다. 이러한 동작을 실험을 통해 확인하고 3kW 부하에서 약 95% 효율로 동작하는 것을 실험을 통하여 확인하였다.
본 논문에서는 저 전압스트레스를 갖는 LED 구동회로를 제안한다. 기존 회로는 높은 출력 전압 사양의 LED 모듈을 구동하기 위하여 부스트 컨버터를 사용하며, 이에 따라 반도체 소자들의 전압스트레스가 높다. 반면, 제안된 회로는 높은 LED 출력전압을 구동하기 위하여 벅 컨버터의 출력전압에 Floating 된 보조전압을 더해 LED를 구동하기 때문에 반도체 소자의 전압스트레스를 현저히 줄일 수 있으며, 별도의 dimming 스위치가 필요 없는 장점이 있다. 본 논문에서 제안된 회로의 우수성을 검증하기 위하여 이론적 분석과 210W급 55인치 4-Channel LED 구동회로에 적용하여 실험결과를 제시한다.
최근 각광받고 있는 반도체 발광 소자를 이용한 고체 상태 광원(Solid State Lighting)은 기존 광원에 비해 고효율이어서 에너지 절약적 측면에서 대두되고 있다. 점광원인 LED에 비해 면광원인 OLED는 두께를 얇게 구현할 수 있고, 다양한 모양으로 광원의 구현이 가능하다. 따라서, 본 논문에서는 효율적인 OLED 조명 구동을 위해 넓은 입력전압 범위를 지니는 Buck-Boost 컨버터를 제안한다.
본 연구에서는 출력이 직렬 연결된 단상 quasi Z-소스 AC-AC 컨버터를 제안하였다. 제안된 시스템은 단상quasi Z-소스 AC-AC 컨버터 2대의 입력 단을 병렬로 연결하고 출력 단을 직렬로 연결한 구조로 되어 있으며, 역상 모드와 동상 모드 별 전류 흐름과 출력전압의 형성 과정을 나타내었다. DSP로 제어되는 실험 시스템을 제작하여 PSIM시뮬레이션 결과와 비교 분석하였다. 그 결과 각 모드별로 듀티 비를 제어하여 원하는 출력 전압을 벅-부스트 할 수 있었다. 컨버터 1대가 단독으로 운전한 경우에 비하여, 각각의 모드에 대하여 부하 저항의 증가에 따른컨버터 효율과 입력 역률을 제안된 방법에 의하여 개선할 수 있었다. 또한 역상 모드의 경우, 일정 부하에서 컨버터의 효율과 입력 역률을 각각 10[%]와 35[%]정도 개선하였으며, 특히 부하 저항이 변동하는 과도상태에서도 일정한 출력 전압을 유지할 수 있었다.
본 논문에서는 고효율 및 비용 절감을 위한 컴프레서용 유도 전동기기반 DC/DC 컨버터 판단 알고리즘을 제안한다. 소형 커패시터를 사용한 인버터 시스템은 넓은 다이오드 전도 시간을 나타내며 불충분한 DC-Link 전압으로 발생하는 효율 감소를 해결하기 위하여 전력변환시스템의 판단 기법을 제안하고, 이에 대한 유효성을 시뮬레이션 해석을 통해 검증한다.
전기 자동차의 배터리 충전용 OBC는 주로 PFC회로와 절연형 DC-DC 컨버터 회로를 포함한 2단으로 구성된다. 일반적으로 PFC 회로로는 구조가 간단한 비절연형 부스트 컨버터가 사용되고, 절연형 DC-DC 컨버터로는 ZVS(Zero Voltage Switching)가 가능한 공진형 컨버터가 이용되고 있다. 전기자동차의 주행거리 증가에 따른 넓은 배터리 출력에 대응하기 위해서는 OBC의 넓은 출력범위가 필요하지만, 이러한 시스템 회로 구성에서는 ZVS를 위한 회로설계의 한계와 제어기 구성이 복잡해지기 때문에 배터리 충전에 요구되는 넓은 범위의 출력에 효과적으로 대응하기에는 어려움이 있다. 본 논문에서는 절연형 전류원 방식의 PFC 회로와 벅 DC-DC 컨버터로 구성된 OBC를 제안하였다. 제안된 OBC는 회로 및 제어기 구성이 용이하고, 넓은 출력범위에 대한 대응이 가능하다. 제안된 회로의 유효성을 검증하기 위해 3.3㎾급 시작품을 제작 하였으며, 동작결과 출력전압 150V~400V에서 동작안정성 및 정격 부하 조건에서 최대 효율 94.4%, 최대 역률 99.2%를 확인하였다.
The Buck-Boost converter consisted of two switches is more expensive than the conventional Buck converter, because of the increase of the components. However, it can control the DC voltage depending on the requested load voltage without additional circuits, because it can control the voltage under the relatively wide range of the load. Additionally, it can control the output voltage constantly under the variation of the input voltage. In the paper two control loops consisted of current and voltage control are designed. When two controllers are operated at the same time the problem of the output voltage is occurred. Therefore, the solution of the output voltage problem is proposed. Finally, the validity of the proposed scheme is investigated with simulated and experimental results for a prototype system rated at 1kVA.
This study proposes a two-phase non-inverting buck-boost converter that uses a coupled inductor. The multi-phase converter has many advantages over single-phase counterparts, such as reduced output current ripple and conduction loss in switching devices and passive elements. Although the output current ripple of the multi-phase converter is reduced significantly because of the interleaved effect, the inductor current ripple is not reduced in multi-phase converters. One of the solutions to this problem is to use a coupled inductor. A 4 kW prototype converter is built and tested to verify the performance of the proposed converter.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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