본 논문에서는 역률개선용 단일 스위치 부스트 플라이백 결합형 ZCS quasi-resonant converter(QRC)를 제안한다. 제안된 컨버터는 입력전류를 불연속 모드로 동작시켜 역률을 개선하며 입력전류의 zero-crossing-point에서의 왜곡을 개선함으로써 고조파를 감소시켜 역률을 향상시켰으며 좋은 출력전압의 regulation 성능을 가지고 있다. 그리고 체계적인 설계를 위하여 설계식을 제안하였으며 제안된 설계식을 통하여 프로토타입 컨버터를 설계하였다. 실험결과 효율은 약 86%, 역률은 약 0.985이상을 얻었다. 따라서 본 컨버터는 스위칭 주파수가 수백 kHz이상이고 높은 regulation성능을 요구하는 낮은 전압의 소용량 컨버터에 적합하다.
A new zero voltage and nero current switching(ZVZCS) full bridge(FB) PWM converter b proposed to improve the performance of the previously presented ZVZCS-FB-PWM converters [7,8]. By adding a secondary active clamp and controlling the clamp switch moderately, ZVS(for leading-leg switches) are ZCS(for lagging-leg switches) are achieved without nay lossy components, the reverie avalanche break down of leading-leg IGBTs[7] or the saturable reactor in the primary[8]. Many advantages including simple circuit topology, high efficiency, and low cost mate the new converter attractive for high voltage and high power(> 10 kW) applications. The principle of operation is explained and analyzed. The features and design considerations of the new converter are also illustrated and verified on an 1.8 kW, 100 kHz IGBT based experimental circuit.
비접촉식 충전기에 사용되는 변압기는 비교적 큰 공극으로 인해 낮은 결합계수를 가지므로 전력전달 능력이 떨어진다. ㄷ ㅓ 형 코어로 비접촉식 충전기용 변압기를 만들면 표준형의 EE, EC, UU 코어로 만든 변압기에 비해 높은 결합계수를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 ㄷ ㅓ 형 코어로 만든 변압기의 특성을 연구하였다. 누설 인덕턴스와 여자 인덕턴스가 미치는 영향을 정현파 구동이나 구형파 구동을 통하여 분석하였고 코어에 따른 전력 전달 특성을 비교하였다. 분석의 타당함을 확인하기 위하여 ZVS 변환기에 삽입하여 그 동작을 확인하였다. 본 논문에 사용된 분석과 비교하는 방법은 공극이 큰 PCB 변압기 등에도 적용할 수 있다.
A new mode of parallel operation of a modular 3-phase AC-DC Flyback converter for high power factor correction along with tight regulation is presented in this thesis. The converter offers input/output transformer isolation for safety, a unity input power factor for minimum reactive power, high efficiency and high power density for minimum weight and volume. Compared with previously developed 3-phase two-stage power converter, the advantage of the proposed converter does not require expensive high voltage and high current devices that are normally needed in popular boost type 3-phase converter. In this paper, a detailed small signal analysis of the modular 3-phase AC-DC flyback converter is provided for control purposes and also experimental results are included to confirm the validity of the analysis.
근래에 들어, 입력 교류전원에서 양질의 전력을 공급하기 위하여 역률 개선 회로에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 QBSRR이라는 ZCS(Zero Current Switching) 공진형 역률 개선 회로가 최근에 소개되었는데, 본 논문에서는, QBSRR회로의 전력단에 대하여 간단하고 정확한 모델링을 이용하여 안정된 출력 전압과 빠른 동적특성을 얻기 위한 데드빗(Deadbeat) 제어기를 체계적으로 설계하였다. 또한, 전류 센서를 사용하지 않고 부하 저항값을 파악하기 위하여 부하 예측 기법(Load Estimation Method)을 유도하였다. 본 논문에서는 제안한 제어기를 이용하면, 역률개선 회로의 출력측에 나타나는 120Hz의 리플에도 불구하고 안정된 출력전압과 빠른 동적 특성을 얻을 수 있게 된다. 아울러, 과도 응답 상태에서도 입력측의 높은 역률이 유지되는 장점을 가지고 있다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 본 논문에서는 제안한 제어기의 우수한 특성을 입증하였다.
본 논문에서는 수용가의 에너지 절감과 최대수요전력 제어를 위하여 마이크로프로세서를 이용한 자동 전압 조정기(AVR)를 제안한다. 제안한 자동 전압 조정기(HS-AVR : Hybrid Switching Automatic Voltage Regulator)는 토로이달 코어에 1개의 직렬 권선과 분리된 4개의 분로 권선으로 구성되어 있는 단권변압기를 사용한다. 변압기의 전압 조정은 직렬 권선과 분로 권선의 연결 방법에 따라 감압/승압이 가능하다. 스위치는 릴레이와 트라이악을 병행하여 사용한다. 스위치의 조작 시 발생하는 권선의 여자돌입전류를 제어하기 위하여 트라이악을 이용하여 연결 상태를 변경하고, 연결 상태 유지 시에는 릴레이를 이용함으로써 스위치 소비 전력을 최소화 한다. 제어 신호는 여자 돌입 전류를 줄이기 위하여 전압 파형에 동기화 하여 제어되며 이를 위하여 소프트웨어 PLL을 사용한다. 소프트웨어 PLL은 전압 파형의 제로크로스, 전압 최고점 등의 동기화에 사용함으로써 스위치와 시스템을 최소화한다. 기존 전압 조절 스위치나 자동 전압 조정기 구조는 여자 돌입 전류로 인한 스위치 접점 손상을 막기 위하여 최대전류를 수용할 수있는 용량으로 구성함으로써 장치 크기가 매우 커지는 문제점이 있었다. 본 논문은 이런 문제를 해결하여 자동 전압 조정기의 크기를 줄이고 효율을 높이는 방법을 제안하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제33권8호
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pp.1261-1267
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2009
직접토크제어는 일정한 히스테리시스 범위 내에서 전동기의 자속과 토크를 제어하는 방법으로서 최적 스위칭 테이블을 사용한 고정자 전압 공간 벡터에 의해 전동기의 자속과 토크를 제어하게 된다. 그리고 본 논문에서 사용한 센서리스 제어법은 실제 전동기와 수식 모델의 전류가 수렴하도록 고정자 전압을 인가하면 실제 전동기 회전자 속도가 속도 지령치인 수식 모델의 회전자 속도에 접근하는 제어방식이다. 이 방식들을 접목하면 PI 제어기가 필요하지 않는 간단하면서도 강인한 제어를 구현할 수 있는데 본 논문에서는 컴퓨터 모의실험을 통해 이의 유효성을 입증한다.
본 논문에서는 새로운 무손실 스너버 회로를 설계하여 적용한 PWM-PFC 스텝-업 컨버터에 대해 제안한다. 제안된 컨버터는 전류불연속 제어모드에 의해 제어회로 구성이 간단하고 회로 구성소자의 용량을 줄일 수 있다. 또한 입력전류는 스위치의 듀티율 일정제어에 의한 교류 입력전압의 크기에 비례한 불연속적인 펄스열의 정현파상으로 된다. 그 결과 입력역률은 거의 단위역률로 주어지고 듀티율 일정제어에 의해서 제안된 컨버터는 제어기법이 간단하게 된다. 일반적으로 입력전류 불연속제어에 의한 컨버터의 경우, 사용된 스위치의 턴-온 동작은 영전류 스위칭으로 되는 장점이 있지만, 스위치의 턴-오프 동작은 최대 전류에서 스위칭되어 스위칭 손실을 증대시키고 스위치의 과중한 스트레스를 가져오게 된다. 이것은 컨버터의 효율을 저하 시키는 요인이다. 본 논문에서는 부분공진 회로로 동작되는 새로운 무손실 스너버 회로를 설계하여 스위치들의 턴-온, 턴-오프 동작을 소프트 스위칭으로 만들어 컨버터의 효율을 더욱 증대시킨다 제안된 PWM-PFC 스텝-업 컨버터는 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성이 입증된다.
본 논문은 스위칭 소자의 턴.온과 턴.오프시에 발생하는 스위칭 손실을 저감사키기 위해서 ZVS을 이용한 Push Pull형 고주파 DC-DC 컨버터를 제안하고 있다. 직류전원으로 부터 리플이 적은 정전류를 공급하기 위혜 직류리액터가 공진리액터와 접속되어 있어서 부하단락시도 안정된 동작을 할 수 있다는 잇점이 있다. 스위치 양단에 연결된 커패시터$(C_1, C_2)$는 공진요 커패시터와 ZVS용 커패시터로 동시에 사용된다. 제안한 고주파 공전 DC-DC 컨버터의 해석시 정규화 파라미터를 도입하여 범용성 있게 해석 하였으며, 설계시 기초자료가 되는 특성 평가를 하고 있다. 실제 MOSFET를 사용한 실험장치를 제작하여 설함치와 이론치를 비교.검토하여, 이론해석의 정당성을 입증하고 있다.
LLC resonant converter has been widely used because of its high efficiency and high energy density. In this paper, we designed a LLC resonant converter as the main power supply of the Nd:YAG pulse laser. First harmonic approximation (FHA) is used to model the LLC resonant converter. FHA equivalent circuit model and the transfer function of the LLC resonant converter is proposed. Soft start technology is also used to suppress the surge current. The laser output simulation test result is identical with the practical test, the laser energy of every pulse can reach up to 2.5J, and the pulse per second (PPS) can be adjusted from 6 to 18. The power system is verified stable and reliable by both of the simulation and experiment results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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