• 제목/요약/키워드: PWM filter

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Design of STM32-based Quadrotor UAV Control System

  • Haocong, Cai;Zhigang, Wu;Min, Chen
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제17권2호
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    • pp.353-368
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    • 2023
  • The four wing unmanned aerial vehicle owns the characteristics of small size, light weight, convenient operation and well stability. But it is easily disturbed by external environmental factors during flight with these disadvantages of short endurance and poor attitude solving ability. For solving these problems, a microprocessor based on STM32 chip is designed and the overall development is completed by the resources such as built-in timer and multi-function mode general-purpose input/output provided by the master micro controller unit, together with radio receiver, attitude meter, barometer, electronic speed control and other devices. The unmanned aerial vehicle can be remotely controlled and send radio waves to its corresponding receiver, control the analog level change of its corresponding channel pins. The master control chip can analyze and process the data to send multiple sets pulse signals of pulse width modulation to each electronic speed control. Then the electronic speed control will transform different pulse signals into different sizes of current value to drive the motor located in each direction of the frame to generate different rotational speed and generate lift force. To control the body of the unmanned aerial vehicle, so as to achieve the operator's requirements for attitude control, the PID controller based on Kalman filter is used to achieve quick response time and control accuracy. Test results show that the design is feasible.

마이크로프로세서에 의해 제어되는 연료전지용 전력변환장치에 관한 연구 (A Study on Power Conversion System for Fuel Cell Controlled by Micro-Processor)

  • 김주용;정상화;문상필;류재엽;서기영
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.10-24
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    • 2007
  • 본 연구에서는 연료전지의 전압을 $380[V_{DC}]$로 승압하기 위한 새로운 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 $220[V_{DC}]$로 변환하기 위한 LC필터를 가진 PWM 인버터로 구성된 연료전지용 전력변환장치를 제안하였다. 여기서 기존의 컨버터보다 부품수가 적고 제어가 용이하며, 대용량에 적합한 새로운 DC-DC 컨버터는 2차측에 스위치 $S_5,\;S_6$을 추가로 구성하여 위상천이 폭을 조절함으로써 출력 전력을 제어할 수 있으며, 넓은 출력 전압 조정에서도 $93{\sim}97[%]$의 효율을 얻을 수 있다. 그리고 연료전지와 유사한 출력 특성을 갖는 연료전지 시뮬레이터를 구현하였으며, 적절한 데드 타임 td을 제어하여 고주파 변압기의 여자 전류의 피크값과 고주파 변압기 1차측 전류가 일치하는 부분에서 소프트 스위칭을 실현 시켰다. 또한 직렬 인덕턴스 La를 추가적으로 적절하게 설정하여 2차측의 스위치와 직렬 다이오드에 발생하는 서지 전압과 경부하시에 발생되는 도통 손실을 저감시켰다. 끝으로 TMS320C31보드와 EPLD를 이용한 PWM 스위칭 기법에 의해 동작하는 단상 인버터를 설계, 제작하여 가정용 교류전압 공급에 유용하게 활용할 수 있다.

스마트폰을 위한 광학식 손떨림 보정 설계 탐색에 관한 연구 (A study on the design exploration of Optical Image Stabilization (OIS) for Smart phone)

  • 이승권;공진흥
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제19권8호
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    • pp.1603-1615
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    • 2018
  • 본 연구에서는 스마트폰에 적용 가능한 광학식 손떨림 보정 시스템의 저복잡도, 저면적, 저전력 설계를 위하여 자이로스코프의 샘플링 레이트 최적화, 간단한 구조의 정확도가 우수한 자이로필터 설계, 움직임 보정부의 동작속도 최적화, AD/DA 변환기의 비트폭 최적화, 액츄에이터 구동전력을 낮추기 위한 PWM 구동 시 노이즈 평가 등을 제안하였다. 자이로 샘플링 주파수는 5KHz 이상에서 에러 값이 크게 변화가 없는 것으로 확인 되었다. 자이로필터는 퍼지부를 적용하여 손떨림 각도 및 위상 오차에 대한 보상 효과를 검증하였다. PWM 구동은 선형모드 대비 약 50% 이상 소모전력이 감소하는 것을 확인하였으며, 구동 주파수 2MHz 이상에서 영상 노이즈가 감소하는 것을 확인하였다. 움직임 보정부의 동작속도는 제어부 5KHz, 구동부 10KHz로 낮추어도 특성에 문제없는 것으로 확인되었다. AD/DA 변환기의 비트폭은 AD 변환기는 11비트, DA 변환기는 10비트로 최적화되었다.

1.2[kW]급 연료전지용 전력변환장치의 개발 (Development of 1.2[kW]Class Fuel Cell Power Conversion System)

  • 서기영;김칠용;조만철;김정도;윤영변;김홍신;박도형;하성현
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.117-125
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    • 2007
  • 연료전지 발전시스템에서는 DC-DC 승압용 컨버터와 DC-AC 인버터가 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 연료전지의 전압을 380[VDC]로 승압하기 위한 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 220[VAC]로 변환하기 위한 LC필터를 가진 PWM 인버터로 구성된 전력변환장치를 제안하였다. 특히 제안한 연료전지 시스템용 고효율 DC-DC 컨버터는 위상천이 PWM 제어법을 이용하여 부분 공진에 의한 ZVS를 실현하였으며, 일정 스위칭 주파수화 및 스위치의 스위칭 손실, 피크 전압과 전류를 저감시켰다. 그리고, 정류회로에 2개의 인덕터를 첨가하여 리플성분이 저감된 직류전압과 전류를 부하측에 안정하게 공급할 수 있었다. 또한, 넓은 출력 전압 조정에도 효율을 92[%]정도 얻을 수 있다. 이상과 같이 결과는 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 확인하였다.

A Hybrid PWM-Resonant DC-DC Converter for Electric Vehicle Battery Charger Applications

  • Lee, Il-Oun
    • Journal of Power Electronics
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    • 제15권5호
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    • pp.1158-1167
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    • 2015
  • In this paper, a new hybrid DC-DC converter is proposed for electric vehicle 3.3 kW on-board battery charger applications, which can be modulated in a phase-shift manner under a fixed frequency or frequency variation. By integrating a half-bridge (HB) LLC series resonant converter (SRC) into the conventional phase-shift full-bridge (PSFB) converter with a full-bridge rectifier, the proposed converter has many advantages such as a full soft-switching range without duty-cycle loss, zero-current-switching operation of the rectifier diodes, minimized circulating current, reduced filter inductor size, and better utilization of transformers than other hybrid dc-dc converters. The feasibility of the proposed converter has been verified by experimental results under an output voltage range of 250-420V dc at 3.3 kW.

능동댐핑을 통한 LCL필터 기반 3상 인버터의 안정도 향상 (Stability Improvement of Three Phase Inverter based on LCL filter using an Active Damping)

  • 이태진;조종민;차한주
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.295-296
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    • 2016
  • 본 논문은 LCL 필터를 사용하는 계통연계형 인버터에 커패시터 전류 피드백 방식의 능동댐핑을 적용한 안정도 향상 방안를 분석하였다. 커패시터 전류 피드백 방식은 커패시터에 저항을 병렬 연결한 수동댐핑과 동일한 특성을 나타내며, 안정도 해석에 $1.5T_s$의 연산 및 PWM 시지연을 고려하였다. 주파수 응답 특성과 이산시간 영역에서 근궤적을 이용하여 안정도를 해석하며, 필터 공진을 저감시키기 위한 능동댐핑의 이득 $k_d$의 범위를 산정하였으며 PSIM 시뮬레이션과 5kW 계통연계형 실험을 통해 필터 공진에 대한 저감 효과를 검증하였다.

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디지털 제어 시스템의 연산시간 지연을 고려한 예측전류제어기에 관한 연구 (A Study on the Predictive Current Controller with the Compensation of Computation Time Delay in a Digital Control Systems)

  • 우명호;정승기
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 F
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    • pp.2028-2032
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    • 1997
  • When a high performance current control is desired, a computation time delay of a digital control system may deteriorate the control performance of a current controller. Such a non-negligible effect can be considerable in transient state. This paper deals with the modified predictive current control that compensates the time delay effects of a conventional predictive current control. The method is closely related to a local average current control and a symmetrical PWM pattern generation. Also some theoretical approaches are presented to describe the voltage saturation boundary of the power converter. For validation, the proposed method is applied to an active power filter system. The experimental results show considerable improvement in current tracking capability.

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UPS 용 3상 인버터의 LC필터단 출력전압 제어 방식 비교연구 (A Comparative Study on the Output Voltage Control Strategies of Three Phase Inverter with LC Filter for UPS)

  • 나운기;김태완;정승기
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.312-317
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    • 1996
  • This paper compares the output voltage control strategies of three-phase PWM inverter for uninterruptible power supply. The feedforward control, feedforward/feedback control, and decoupled feedback control in both the synchronous reference frame and the stationary reference frame are examined. In particular, it is shown that the response of the decoupled feedback controller in the synchronous reference frame can be improved by pole-zero cancellation method. It is also shown that the pole-zero cancellation method reduces to the deadbeat control, when it is implemented with digital controller.

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입력 전류의 측정이 필요없는 Boost 컨버터의 역률 보정에 관한 연구 (A Study On The Power Factor Correction Of The Boost Converter Without The Input Current Measurement)

  • 조상준;이광원
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.376-378
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    • 1996
  • This paper presents a new PFC control method which replaces a fast line current measurement with a filtered load current measurement. Using the power balance relation between the input and the output of the boost converter. the input current can be described as the function of load current. Thus the PWM signal which effects the switching control of the boost converter is generated using the PFC input voltage, the PFC output voltage and the load current as input variables. By using a filter between the bridge rectifier and a dc-to-dc converter, the input voltage of the dc-to-dc converter is forced to always maintain above zero volt. Then the input current traces a sinewave in phase. The proposed scheme accomplishes a very high power factor and a low harmonic distortion of the line current. The validity of this scheme is demonstrated through simulation.

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Constant Frequency Adjustable Power Active Voltage Clamped Soft Switching High Frequency Inverter using The 4th-Generation Trench-Gate IGBTs

  • Miyauchi T.;Hirota I.;Omori H.;Terai H.;Abdullah Al Mamun;Nakaoka M.
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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    • pp.236-241
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    • 2001
  • This paper presents a novel prototype of active voltage-clamping capacitor-assisted edge resonant soft switching PWM inverter operating at a constant frequency variable power (VPCF) regulation scheme, which is suitable for consumer high-power induction-heating cooking appliances. New generation IGBT with a trench gate is particularly improved in order to reduce conduction loss due to its lowered saturation voltage characteristics. The soft switching load resonant and quasi-resonant inverter designed distinctively using the latest IGBTs is evaluated from an experimental point of view.

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