본 논문에서는 DTMOS(Dynamic Threshold voltage MOSFET) 스위칭 소자를 사용한 인터리브 방식의 전원제어 장치(PMIC)를 제안하였다. 휴대기기에 필요한 높은 출력 전압과 낮은 출력 전압을 제공하기 위하여 벅-부스트 컨버터를 사용하였다. 또한, 높은 출력 전류에서 고 전력 효율을 얻기 위하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하였다. 낮은 온-저항을 갖는 DTMOS를 사용하여 도통 손실을 감소시켰으며 인터리브 방식을 사용하여 출력 리플을 감소시켰다. 1mA 이하의 대기모드에서도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO를 설계하였다.
Many generating units can be in parallel connection to one battery and inverter. However, one of the biggest problems we encountered is that wind speed is fluctuated sharply in accordance with the unstable weather conditions. To solve this problem, we need energy storage equipment such as storage lead-acid battery. We design a system and analyze its modeling so that it supplies a stable power to the load through DC-AC inverter part. In this paper, we applied dual step-up/down buck-boost converter and dual high-frequency half-bridge converter to the proposed system. These converters are used to store energy in the battery regardless of the change of the wind speed. The operation process of two proposed types of converters for high-power battery charging is discussed along with simulation and experimental result. We design a charging circuit which is applicable in the actual wind power generation system for 30kw and confirm the circuit's validity.
본 논문에서는 효율을 개선하고 인버터 스위칭 주파수를 줄이기 위하여 벅-부스트 형식을 기반의 PWM 전류형 인버터를 내장한 6-pulse-shift 컨버터 구조를 제안한다. 이는 에너지 저장장치 없이 태양광 시스템과 전력계통 사이를 연계하는 시스템으로 사용할 수 있다. 제안된 회로는 초퍼로 동작하는 6개의 전류형 벅-부스트 컨버터와 교류 출력의 극성을 결정하는 한 개의 전파 브리지 인버터로 구성된다. 따라서 제안된 인버터는 스위칭 손실을 줄이고 단위 역률운전을 구현하는 장점을 갖는다. 본 논문에서 이론적인 배경을 논하고 TMS320F2812를 사용하여 구현된 인버터 시작품에 대한 입출력 특성을 실험적으로 입증하였다.
DC-DC 컨버터는 각종 산업용, 가정용 기기에 널리 이용되어지고 있다. 다양한 전장품을 내장한 자동차에서는 전압이 다른 전장품을 한 개의 밧데리에서 DC-DC 컨버터를 이용해서 전압을 변환해서 이용되고 있다. 그러므로 이와 같은 구성의 전원회로에는 각각의 전장품에 대응하기 위해 복수의 변환기를 필요로 하지만 회로가 복잡하고 코스트가 상승하는 원인이 된다. 본 논문에서는 이러한 배경으로 하나의 전원을 이용한 간단한 구성의 새로운 승$\cdot$강압 초퍼 회로를 제안하여 서로 다른 복수의 출력 전압을 얻었다. 제안한 초퍼 회로는 기존의 회로에 승압용 스위치를 추가하여 구성하였으며, 이를 이용하여 부하를 분할화 시켰다 그리고 제안한 회로는 승압용 스위치와 강압용 스위치의 듀티비를 각각 별도로 조절하여 넓은 범위에서 서로 다른 2개의 출력전압을 정확히 제어하였다. 이러한 모든 사항은 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 증명하였다.
고전압 태양광 패널에서 단상 계통으로의 직류-교류 전력 변환을 위해 벅부스트 컨버터에 풀브리지 인버터를 종속적으로 연결하는 두 단계의 무변압기 인버터가 주로 사용된다. 태양광 패널의 큰 기생 커패시턴스에 기인하는 과도한 누설 전류를 피하기 위해 풀브리지 인버터는 단극성 PWM에 비해 훨씬 더 많은 전력 손실을 초래하는 양극성 PWM으로만 스위칭할 수 있다. 그런 낮은 효율을 개선하기 위해 본 논문은 벅부스트 컨버터에 회로 절연을 위한 IGBT와 다이오드를 하나씩 추가한 새로운 토폴로지를 제안한다. 제안된 회로 절연 방식은 누설 전류를 증가시키지 않으면서 풀브리지 인버터에서 단극성 PWM을 가능케 함으로써 전체 효율을 개선한다. 제안된 방법의 타당성은 컴퓨터 시뮬레이션과 전력 손실 계산을 통해 검증한다.
Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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제1권2호
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pp.46-52
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2012
This paper proposes a novel single-phase ac-ac converter topology based on the Z-source concept. The converter provides buck-boost function and plays the role of frequency changer. Compared to the traditional ac-dc-ac converter, it uses fewer devices, realizes direct ac-ac power conversion, and has a simpler circuit structure, so as to have higher efficiency and better circuit characteristics. Compared to the traditional matrix converter, it provides a wider voltage regulation range. The circuit topology, operating principle, control method and simulation results are given in this paper, and the rationality and feasibility is verified.
The buck-boost converter is employed as the variable output PFC power stage. From the loss analysis, this topology has a high efficiency from light load to heavy load. A modified input current sensing scheme is presented to overcome the problem of the insufficient phase margin for the PFC circuit near the maximum output voltage. The variable output PFC circuit has a good performance in the wide output voltage range, under both the Boost mode when the output voltage is high and the Buck+Boost mode when the output voltage is low.
본 논문에서는 Quasi Z-source AC/AC converter를 cascade로 연결한 시스템의 출력 전압 특성을 고찰 한다. 제안된 시스템은 Quasi Z-source AC/AC converter의 buck-boost와 boost의 출력특성을 기본으로 하고 있으며, 각각 출력 단이 절연된 단상 Quasi Z-source AC/AC converter 2대가 cascade로 연결된 구조이다. 제안된 시스템의 응용으로는 고전압 대용량의 교류전원 시스템과 고정 주파수의 가변전압과 같은 분야이다. 본 논문에서는 제안된 시스템에 대하여 PSIM 시뮬레이션을 통하여 출력 특성을 고찰하였다.
This study proposes a bi-directional buck-boost converter controller design method for ESS using the MATLAB SISO tool. The conventional two-loop controller design is based on a continuous S-domain model that designs each controller independently. The demerit of the conventional method is that optimal performance is not easily achieved and extensive trials and errors are required because two-loop systems interact with one another. Using the MATLAB SISO tool based on the design method proposed in this work overcomes the disadvantages of the conventional method. In the proposed method, the SISO tool can select the location of the poles and zeroes of the open loop system, thereby facilitating the effective design of a high-performance controller. The design sequence is detailed systematically, and the performance of the method is verified with a computer simulation and 10 kW experimental system.
본 논문에서는 PV 시스템에서 사용되는 회로들을 쉽게 해석할 수 있도록 모델링하였다. 시뮬레이션 툴은 직관적인 전기회로 시뮬레이션이 가능한 PSPICE를 이용하였다. 모델링한 라이브러리를 이용하여 태양전지의 사용에서 간과하기 쉬운 온도와 공간방사의 영향에 대해서도 시뮬레이션을 수행하였다. 이와 더불어 태양광 발전 시스템의 완전한 동작을 위해 DC-DC 벅-부스트 컨버터와 MPPT 제어 시스템에 대한 완전한 동작 시스템에 대해 모델링하고 시뮬레이션을 수행하여 양호한 동작을 확인할 수 있었다. 또한 시뮬레이션의 동작을 입증하기 위하여 시뮬레이션에서와 동일한 조건의 실제 시스템을 구성하여 실험을 수행 하였으며 실험의 결과와 시뮬레이션의 결과가 동일한 동작을 수행하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 단상 3[kW] 계통연계형 태양광 전력변환기를 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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