Compare with diode or thyristor bridge AC/DC converter, the 3 phase PWM converter has some merits of low THD and unit power factor. So, in many critical application like as UPS, using PWM converter is the trends. 3 phase PWM converter had been studied widely already. But analytical design procedure can not found from publication for hardware design and controller design. So, in this paper, 3 phase PWM converter analysis review was given. And from the DC analysis result, parameter design was done. From the AC model, the voltage controller and current controller was designed. The gain of controllers was calculated by analytical method.
본 논문에서는 불연속 변조 기법을 이용한 고속철도 추진제어장치용 단상 PWM 컨버터에 대해 연구하였다. 기존 PWM 컨버터는 대 전력 특성으로 인해 스위칭 손실을 줄이기 위해 주파수 변조지수를 10 이하로 낮게 사용함에 따라 제어의 대역폭이 감소하고, 안정적인 역률 제어를 위해 추가의 보상 기법을 필요로 하는 등의 문제점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 3상 PWM 인버터에서 사용하는 불연속 변조 기법을 단상 PWM 컨버터에 적용하였다. 제안한 방식은 옵셋 전압 기법을 활용하여 간단히 구현될 수 있으며 동일 스위칭 손실 대비 주파수 변조 지수를 2배 증가시켜 제어 특성을 향상시키고 스위치 간의 동특성도 동일하게 가져갈 수 있다. 100 kW급 PWM 컨버터에 대한 시뮬레이션을 통해 제안한 불연속 변조 기법에 대한 타당성을 검증하였다.
In this paper, the method of reducing harmonics and correcting of power factor in single PWM converter associated with diode rectifier and boos converter is studied. The ac-dc converter in which the harmonic distortion in the input current is reduced using a third harmonic injected PWM is proposed. A lower switching power loss and easy configuration o control circuit are obtained by adopting discontinuous current mode. Simulation and experimental results of ac-dc converter with 5[KHz] switching frequency are presented and correction of power factor and reduction of total harmonic distortion was established.
Due to several advantages of Pulse Width Modulation(PWM) Converter, such as unity power factor operation, elimination of low-order harmonics and regeneration of motor braking energy to source, the application range of PWM Converter has been rapidly extended in industrial application. Nowadays, vector control algorithm and space vector PWM(SVPWM) method are applied to improve the performances of PWM Converter, but vector control algorithm and SVPWM require to use Microprocessor and other digital devices in hardware, causing costly and somewhat large dimension system. In every practical application of energy conversion equipments, the design and implementation should be carried out considering cost and performance. High performance and low cost is the best choice for energy conversion equipments. So, this paper presents the practical design method and implementation results of 3-phase PWM Converter with analog hysteresis current controller, and verifies the performances of unit power factor operation and energy regeneration operation via experimental results.
본 논문은 스마트 그리드의 핵심 설비중 하나인 반도체 지능형 변압기의 시스템 구성과 이에 필요한 PWM 컨버터의 PWM 생성 방식에 관한 논문으로, 반도체 지능형 변압기의 경우 입력단이 수전계통에 직접 접속되기 때문에 고전압을 견딜 수 있는 방식으로 구성되어야 하고 이를 위해서는 다단 연결방식의 PWM 컨버터의 구성이 필수적이다. 종래의 PWM 생성 방식의 경우 지령전압의 크기에 따라서 각 단별 스위칭 부하가 균등하게 분포되지 않기 때문에 이를 해결하기 위한 복잡한 리던던시를 스위칭 패턴에 추가해야 했으나, 본 논문에서 제안하는 방식의 경우 부하의 분담이 자동적으로 이루어지기 때문에 그러한 부담없이 시스템을 구성하는 것이 가능하다.
본 논문에서는 일정한 주파수로 동작하는 영전압 스위칭 방식의 PWM 컨버터를 제안하였다. 제안된 컨버터에서 컨버터의 주스위치는 항상 영전압에서 스위칭을 하며, 보조 스위치는 항상 소프트 스위칭을 한다. 또한, 컨버터 스위치의 전압 및 전류 스트레스는 기존의 PWM 컨버터와 같이 적다. 제안된 컨버터는 배터리 컨버터로 적용하기 위하여 buck형 컨버터로 구현하였다. 컨버터는 스위칭 특성은 실험적으로 확인하였다.
본 논문에서는 DC-DC Converter에서의 고조파로 인한 전자기적 잡음을 줄이기 위해 Random PWM을 적용한 Interleaved Buck Converter(IBC) 시스템을 제안한다. PWM 직류전원장치에서 스위칭 방식을 사용하는 경우 스위칭 손실 및 EMI 문제가 발생하기 때문에 많은 고조파를 포함하고 있어 선간 전압의 왜곡 등을 유발한다. 따라서 이에 대한 해결방법으로 PRBS를 이용한 IBC를 최초로 제안한다. 이 방식의 회로 구조는 2개의 능동형 스위치를 가지며 180도의 위상차를 갖는 2개의 PWM 신호를 이용하여 회로를 제어한다. IBC는 1세트의 스위치를 추가하기 때문에, 비용 측면 등에서는 불리 할 수 있으나 전력분배, 출력전류 리플 감소, 빠른 회로 반응속도, 수동소자크기 감소의 이점을 가진다. 본연구의 타당성을 확인하기 위하여 PSIM 시뮬레이터를 이용하였고 Random PWM을 적용한 IBC 회로를 설계하여 기존의 PWM과 RPWM 방식만을 사용하는 Buck-converter 회로를 PSIM 시뮬레이터를 이용하여 결과를 확인하고 분석하였다.
일반적으로 자외선(UV)을 발생하기 위한 방전등 구동용 직류 전원장치는 하드 스위칭 모드로 동작되어지는 고주파 스위칭 DC-DC 컨버터가 사용되고 있다. 구체적으로 전원장치는 전자 노이즈 장해에 의한 전자 회로의 오동작이나 각 구성 소자의 발열의 문제 등이 시스템의 신뢰성을 저하시키는 원인이 되고 있다. 그러므로 본 논문에서는 소프트 스위칭 회로 기술을 사용한 고주파 링크 DC-DC 컨버터로서 먼저 구체적으로 1차측 위상 천이 PWM DC-DC 컨버터와 제안한 2차측 위상 천이 PWM DC-DC 컨버터를 조합하여 방전등 구동용 직류 전원장치를 제안하였다. 제안하는 방전등 구동용 직류 전원장치는 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 서술하였다.
본 논문에서는 새로운 비대칭 PWM 제어 방식의 양방향 하프브리지 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 구조가 간단하고 넓은 듀티 범위를 가지므로 연료전지와 같은 넓은 전압변동을 가지는 응용에 적합하다. 제안한 비대칭 PWM 방식은 기존의 위상각제어 방식에 비해 스위치 및 변압기의 동작전류를 큰 폭으로 낮추었고 ZVZCS와 동기 정류 방식을 적용하여 높은 효율과 전력밀도를 가질 수 있다. 기존 컨버터와의 비교 분석을 수행하였으며 실험을 통해 본 방식의 타당성을 검증하였다.
We propose an efficient high voltage level shifter for a high side Buck converter driving a light-emitting diode (LED) lamp. The proposed circuit is comprised of a low voltage pulse width modulation (PWM) signal driver, a coupling capacitor, a resistor, and a diode. The proposed method uses a property of a PWM signal. The property is that the signal repeatedly transits between a low and high level at a certain frequency. A low voltage PWM signal is boosted to a high voltage PWM signal through a coupling capacitor using the property of the PWM signal, and the boosted high voltage PWM signal drives a p-channel metal oxide semiconductor (PMOS) transistor on the high side Buck converter. Experimental results show that the proposed level shifter boosts a low voltage (0 to 20 V) PWM signal at 125 kHz to a high voltage (370 to 380 V) PWM signal with a duty ratio of up to 0.9941.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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