In industry, there are several different controllers which can be implemented for power conditioning systems (PCS) such as proportional-resonant (PR), predictive deadbeat (PD), or proportional-integral (PI) controller. But there are not any comparison studies about these controllers. To investigate the differences between the three types of the controllers, this paper presents a comparative study of PR, PI, and PD controllers in a photovoltaic (PV) PCS. These controllers are designed mathematically and simulated for the comparative analysis. The PI controller is designed in the rotating reference (dq) frame. The PR and PD controllers are implemented in the natural (abc) reference frame. The PCS is composed of a DC-DC boost converter and a full bridge inverter. The filter of the PCS is an LCL filter including a passive damping resistor. The parameters of PCS are 3 kW, 25 kHz switching frequency and 220 V-60 Hz grid voltage. The comparison results between these controllers for the grid-connected PCS are clearly shown. The simulation results demonstrate the detailed characteristics of each controller for the PV PCS in order to choose the controller for individual target properly.
This paper presents a novel single-stage high-power-factor electronic ballast for fluorescent lamps operating in critical conduction mode. The proposed topology is based on integration of boost converter as power factor corrector(PFC) and a half-bridge high frequency parallel resonant inverter into a single stage. The input stage of the boost converter is operating in critical conduction mode for positive and negative half cycle voltage respectively at line frequency(60Hz). So that a boost converter makes the line current follow naturally the sinusoidal line voltage waveform. The simulated and experimental results for 100W fluorescent lamps operating at 42kHz switching frequency and 220V line voltage have been obtained. This proposed inverter will be able to be practically used as a power supply in various fields as induction heating applications, fluorescent lamp and DC-DC converter etc.
기존의 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터의 경우 변압기의 누설 인덕턴스와 2차 측 정류 다이오드의 기생 출력 커패시턴스 사이의 공진으로 인하여 정류 다이오드 양단에 큰 공진 전압이 발생하며, 이는 소자의 신뢰성 저하 및 시스템의 전력 변환 효율을 감소시킨다. 반면 LLC 공진형 컨버터는 2차 측에서 발생되는 공진 에너지가 출력 커패시터로 흡수되지만 경 부하시에 높은 스위칭 주파수로 인하여 효율이 저감되며, 출력 전압을 제어하기 위해 추가적인 부하저항이 요구된다. 따라서 최근에는 LLC 공진형 컨버터로 동작시키면서도 PWM 제어를 통해 출력전압을 제어하는 방법이 연구되고 있으나, 새로운 게이트 구동 방식을 위해 DSP 제어를 사용하고 있다. 따라서 본 논문에서는 산업에서 많이 사용되고 있는 아날로그 IC를 통해 동일한 동작 및 성능을 구현시킬 수 있는 방법에 대하여 제안한다. 본 논문에서는 제안된 방식의 타당성을 검증하기 위하여 이론적으로 분석하며, 6.6kW급 시작품을 제작하여 제안방식의 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 직접 변환 방식의 가장 큰 문제점 중 하나인 DC 오프셋 문제를 개선하기 위한 방안으로, 서브 하모닉 저항성 믹서를 GaAs FET 소자를 이용하여 제작하였다. 측정된 결과 LO 주파수의 2 차 하모닉 성분을 이용하는 특성상 변환이득은 일반 믹서보다 큰 -15.0dB의 특성을 얻었다. 또한 별도의 대역통과 여파기를 사용하지 않고도 LO-IF 및 LO-RF 분리도 특성은 최소 48.2dB와 77.8dB의 양호한 특성을 나타내었다.
To prevent the short circuit of upper and lower arms of bridge type PWM converters as like a voltage source inverter and PWM AC/DC converter, the dead time is inserted in between two switching signals. As a result, unexpected errors are occurred. In this paper, a new dead time minimization method is proposed. According to the proposed method, very short time which is equal to the applied dead time or more short than it, is adopted at the time of current polarity is changing. Moreover, it can be operated with the polarity information of reference current in case of current control. With the experimental results. the varidity of proposed method is verified.
1kW~10kW급의 UPS 토폴로지로서 Line Interactive UPS가 많이 사용되고 있다. Line Interactive UPS는 Single Stage의 AC/DC 변환기 구조를 갖으며 정상상태에서는 적은 전류로 DC측 에너지 저장장치의 충전상태를 유지만 하면 되므로 운전 효율이 높고 가격이 저렴하다. 그러나 고성능의 전류/전압 제어기술이 요구되므로 제품화하는데 어려움이 많다. 본 논문에서는 MATLAB Simulink와 연동하여 간단히 다양한 제어알고리즘을 구현 할 수 있는 dSPACE 장비를 사용하여 실험 장치를 구축하고 Single Stage UPS의 제어알고리즘을 구현하였다.
In this paper, we propose a high resolution A/D converter for a sensor interface that processes low frequency AC signals. A 6b SAR ADC with low power consumption and a 11b incremental ADC with high resolution are combined together to perform 15b resolution. Conventional hybrid ADC has a disadvantage that it can convert t only DC signal, but in this paper, it is possible to convert data to AC signal by increasing input range of incremental ADC. The decimation filter is implemented on-chip. The designed Hybrid ADC operates at supply voltage of 1.8V and consumes the current of 6.98uA. The OSR (oversampling ratio) is 90. And SFDR, SNDR, ENOB and FoMs are 96.59dB, 88.47dB, 14.4-bit and 139.5dB, respectively.
This paper introduces a monolithic chip 3.3V high-performance continuous-tune filter used in a CDP that can reconstruct the PDM or PWM signal output of a .SIGMA..DELTA. D/A converter. We also mentioned an active RC filter structure and filter order satisfying high-linearity and the design specification. In desigining the OP-AMP, using a structure that accepts some distortion we could reduce the chip area, and reducing the DC path using a new biascircuit gave us better power performance. The designed.SIGMA..DELTA. D/A converter post-processing filter does its smoothering operations and reconstructs the data without reducing the performance of the system.
ITER(국제 열핵융합 실험로) 핵융합 토카막 장치의 초전도 코일 부하에는 대용량 AC-DC 4상한 컨버터가 필요하다. 4상한 컨버터는 대용량 부하에 전력을 공급하기 위해서 12펄스 위상 제어 정류기의 양방향성 병렬 구조로 이루어져 있다. 컨버터의 안정된 정역 변환 동작을 위한 방법으로 순환 전류를 이용한 알고리즘이 필요하며, 본 논문에서는 4상한 컨버터의 안정된 동작을 위한 순환전류의 알고리즘을 해석 및 연구하였다. 또한 RTDS(Real Time Digital Simulator)의 RSCAD 시뮬레이션을 통해 동작 모드에 따른 컨버터의 스위칭 동작을 확인하였으며, 실제 4상한 컨버터를 RTDS와 연계하여 순환전류를 이용한 정역 운전 변환에 대한 실험 결과를 입증하였다.
산업현장에서 발생하는 고조파는 전력용콘덴서의 과열 또는 고장, 케이블의 절연열화, 보호계전기 오동작 또는 부동작, 자동화 및 제어설비 오동작 등 전기설비에 대해 막대한 피해를 주고 있다. 고조파의 발생원인은 전력전자 소자를 이용한 변환장치(정류기, 인버터)의 전원 변환시($DC{\rightarrow}AC$) 주로 발생되고 있으며, 그 발생원은 기기별, 계통구 성별 등 그 특성에 따라 다양하게 발생되고 있다. 이 논문에서는 다수의 UPS 설치장소에서의 고조파 발생의 특성 및 그 영향에 대해 분석하고 저감방안의 실증을 통해 고조파에 대한 설비보호 방안을 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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