This paper proposes a constant frequency controlled zero voltage switching method that can reduce switching losses caused by emf on inductance in DC motor. The zero voltage switching method is used more than a zero current switching method because of reducing switching losses by capacitance of depletion region of MOSFET. To simplify the controller circuit, we propose constant frequency controlled zero voltage switching method in the paper. The control method is more stable than a variable frequency control method because it can optimize bandwidth of a closed-loop and reactances. Therefore, we construct a constant frequency controlled zero voltage switching converter and improve zero switching losses in high switching frequency. In the process, we can control low-losses in full range on variable voltage and load. We simulate the proposed converter with P-SPICE and compare results obtained through the experiment.
고주파 유도 가열 시스템에서 철과 같은 물체를 가열하게 되면, 가열된 금속이 큐리점 부근에서 전기적인 임피던스가 급격하게 변화하는 특징을 가지는 시변 시스템이 된다. 또한 부하 임피던스가 변화함에 따라 시스템의 부하 공진 주파수가 달라지므로 해서 시스템의 효율이 감소하는 문제점이 있었다. 그리고, 피가열 물체의 용융이나 삽입 상태에 따른 시스템의 단락 현상으로 인해 시스템이 파괴되는 문제점이 있었다. 본 논문에서는 이런 문제점을 해결하기 위한 방법으로 PLL에 의한 부하 공진 주파수를 추종하면서 스위칭 손실을 줄이고, 시변 부하에 대한 유도 가열시 큐리점 부근의 급격한 부하 임피던스 변화에도 안정된 정전력 제어가 가능할 뿐 아니라 대전력용에 적합하고, 단락현상으로부터 시스템을 보호하는 병렬 공진형 인버터 시스템에 적용되는 퍼지논리 제어기를 설계하였다.
대규모 DC 전력시스템에서는 회로차단기와 계전기로 대표되는 기존의 전자기적 회로 차단기가 산업 전 분야에 널리 이용되고 있다. 최근에는 고 신뢰성, 원격제어능력, 과부화와 단락전류 보호, 적은 열손실 등의 장점을 가지고 있는 원격전력제어기를 MOSFET 반도체 스위칭 소자를 이용하여 개발하고 있는 추세이다. 따라서 원격전력제어기는 고품질을 요구하는 시스템에서 필수적인 부품이 되어가고 있다. 본 논문에서는 원격전력제어장치를 모델링하였고 DSP를 이용하여 과전류 여부를 미리 판단할 수 있는 테스트 환경을 구현하여 최적 신호범위를 산출하였다.
A model predictive control (MPC) method without individual PWM has been recently researched to simplify and improve the control flexibility of a multilevel inverter. However, the input power of each H-bridge cell and the switching frequency of switching devices are unbalanced because of the use of a restricted switching state in the MPC method. This paper proposes a control method for balancing the switching patterns and cell power supplied from each isolated dc source of a cascaded H-bridge inverter. The supplied dc power from isolated dc sources of each H-bridge cells is balanced with the proposed cell balancing method. In addition, the switching frequency of each switching device of the CHB inverter becomes equal. A simulation and experimental results are presented with nine-level and five-level three-phase CHB inverter to validate the proposed balancing method.
본 논문은 광물 탐사용 25kW 양극성 펄스전원장치에 대해 기술한다. 고효율 LCC 공진형 컨버터와 풀 브리지 기반 바이폴라 펄스 스위칭부로 구성된 500V, 12.5A 단위 모듈을 설계한다. LCC 공진형 컨버터는 도전 손실을 줄이기 위해 사다리꼴 모양의 공진 전류를 갖도록 하고, 높은 전력 밀도를 달성하기 위해 변압기의 누설 인덕턴스를 공진 인덕턴스로 활용한다. 또한, 반복적인 짧은 펄스 기반으로 설계된 게이트 구동 회로는 DC에서 8kHz의 주파수 범위를 동작시키고 게이트 변압기의 사이즈를 줄이기 위해 제안된다. 개발된 양극성 펄스전원장치는 4개의 모듈이 직병렬로 결선되어 부하 조건에 따라 Grounded dipole mode (2kV, 12.5A) 또는 Loop mode (500V, 50A)로 동작한다. 네 모듈의 출력 전압 밸런싱을 충족시키기 위해 LCC 공진형 컨버터의 변압기에 보상권선이 감긴다. 본 논문에서는 양극성 펄스전원 장치의 상세설계에 대해 기술하고, 시뮬레이션 및 실험 결과를 통해 이를 검증한다.
본 논문에서는 비접촉 충전 에너지 전달을 위한 포워드 ZVS MRC(Zero Voltage Switching Multi Resonant Converter)를 제안하였다. 포워드 ZVS MRC는 기생성분을 흡수하는데 그리고 스위칭손실을 최소화하는데 효과적이다. 이것은 높은 주파수동작에 적합하며 따라서 이것을 비접촉 충전에너지 전달에 적용하였다. 사용된 컨버터는 분리형 트랜스포머와 동기식정류기를 이용하였다. 갭의 크기에 따른 결합계수(k), 누설인덕턴스, 결합인 덕턴스 그리고 공진 주파수를 측정하였다. 구해진 값을 이용하여 회로를 설계, 구현하였으며 제안된 회로는 PSPICE로 시뮬레이션하였고 실험하였다. 주스위치의 전압 스트래스와 출력전력을 측정하였으며 제안된 컨버터가 비접촉 충전 에너지 전달에 적합함을 보였다.
본 논문은 심플한 단상 에어컨의 역률 개선회로에 관해 설명한다. 정류기에 역률제어회로를 적용함에 의해서 전원선으로의 고조파 삽입을 줄일 수 있고, 효율을 향상시킬 수 있으며, 기존의 인버터와 비교해서 전체 시스템 가격을 낮출 수 있다. 또한 역률제어회로의 출력전압을 안정화함에 의해서 시스템 성능을 향상시킨다. 다이오드 정류기의 전류 파형을 향상시키기 위해 전압 다이오드 정류기에 대한 새로운 원리를 제안한다. 제안한 회로의 설계방법은 시뮬레이션과 실험에 의해 확인하였다. 그리고 기존의 펄스폭변조 인버터와 반펄스폭변조 인버터를 비교하였으며, 제안된 HPWM 인버터에 의해서 낮은 스위칭 손실과 오버슈팅을 제어할 수 있다.
본 논문은 뉴랄퍼지를 이용한 디지탈식 제어기를 고주파 유도 가열기의 전력 조절을 위해 IGBT를 사용한 위상 전이(Phase-Shift) 펄스폭 변조(PWM)와 펄스 주파수 변조(PFM)가 조절되는 공진 고주파 인버터를 응용한 유도가열기를 설명한다. 이는 실제로 산업 현장에서 20KHz~500KHz 유도 가열 및 유도 용해 전원 장치용으로 쓰인다. 위상 전이(Phase-Shift) PWM 정전력 조절 기술을 바탕으로 한 적응 주파수 추종 기법은 스위칭 손실을 최소화하고 전력조절을 용이하게 하기 위해 소개되어졌다. IGBT를 사용하여 실험적으로 만들어진 실험장치는 성공적으로 논증과 토의가 되어졌다.
최근에 높은 전력과 전압의 적용을 위한 방법으로써 PWM 방법보다는 스텝 펄스파를 이용해 출력 전압 레벨을 조합하는 멀티레벨 인버터가 폭 넓게 사용되어지고 있다. 이 방식은 도통각을 통해 한주기에 한번만 온, 오프 하기 때문에 스위칭 손실 측면에서 유리한 특성을 갖는다. 본 논문에서는 도통각을 얻는 간단한 방법을 제안하며 이 방법은 출력 전압 레벨에 의해 나누어진 기준 전압 파형의 전압-시간 면적들을 통해 인버터의 출력 스텝 펄스파를 구성한다. 또한 제안한 방법은 근사법에 의한 연립방정식의 해를 구할 필요가 없기 때문에 기존의 방법과는 달리 계산량을 줄일 수 있고 온 라인에 의해 도통각을 얻을 수 있는 장점이 있다.
본 논문은 작업분석(Operational Analysis)을 이용하여 ATM 기반 수동 광 가입자 망(Passive Optical Network: PON)에서 광선로 종단 시스템의 성능을 분석하였다. 이를 위해 ATM-PON을 구성하는 각 블록에서 버퍼 구조에 따른 이용율, 쓰루풋, 그리고 라우팅 속도와 같은 시스템 파라미터를 사용하였다. 특히, 각 블록의 평균 응답시간과 방문률(visit ratio)를 구하고 시스템 성능을 저해하는 병목점을 찾았다. 본 논문에서는 622Mb/s 16x16 스위칭 블록이 병목점 블록임을 확인하였으며, 이 병목점은 셀 도착율이 증가함에 따라 손실률이 급격하게 증가함에 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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