최근 정보통신 분야의 발달로 산업용 전기기기 뿐만 아니라 컴퓨터를 비롯한 전자·통신 기기 및 인공위성 분야에 까지 직류안정화 전원장치에 대한 관심이 증가하고 있다. 직류안정화 전원(Switched Mode Power Supply : SMPS)에서 크기와 무게의 대부분은 인덕터, ...
최근 정보통신 분야의 발달로 산업용 전기기기 뿐만 아니라 컴퓨터를 비롯한 전자·통신 기기 및 인공위성 분야에 까지 직류안정화 전원장치에 대한 관심이 증가하고 있다. 직류안정화 전원(Switched Mode Power Supply : SMPS)에서 크기와 무게의 대부분은 인덕터, 커패시터 및 변압기에 의해서 결정되는데, 컨버터를 고속스위칭으로 동작시킴으로서 줄일 수 있다. 그러나, 고속스위칭에 따른 전력 손실이 주파수에 비례하여 증가하게 된다. 따라서, 고속스위칭 컨버터로서 저손실, 고효율의 SMPS의 개발이 요구 된다. 공진형 컨버터는 고속스위칭이 가능하여 컨버터의 용량을 감소시킬 수 있고, 단위시간당 전력전송밀도가 크기때문에 대전력 응용에 유리하다. 최근의 공진형 DC-DC 컨버터 출력 제어방식으로는 회로의 공진 파라미터에 의한 고유 주파수와 인버터 동작주파수와의 비에 따라 출력을 제어하는 방법과 위상쉬프트(Phase shift) 제어 방법을 많이 이용되고 있다. 본 논문에서는 고속스위칭으로 컨버터의 중량을 줄이고, 스위칭 소자의 스트레스를 경감시킬 수 있는 공진형 FB DC-DC 컨버터(Resonant Full Bridge DC-DC Converter)의 입력 전압 변동에 대하여 일정출력 제어방법을 제안 한다. 컨버터의 이산계 상태방정식으로부터 스텝상의 목표치에 정상상태 오차 없이 추종하도록 하는 1형 디지털 시스템을 적용한 I-PD형 제어기는 DC-DC 컨버터 입력전압의 변동에 대해서도 출력전압은 지령치에 편차없이 정확히 추종 할 수 있도록 한다. 또한, 제안하는 제어기는 출력전압의 검출로부터 샘플링 주기마다 입력전압의 변동에 대한 보정 루프를 만들어 제어입력을 구해내므로서 입력전원의 변동에 대해서도 제어계를 안정화하고 주어진 목표치에 고정도로 추종하도륵 한다. 본 논문의 모든 시뮬레이션은 전력전자용 시뮬레이터인 PSIM을 사용하였으며, 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안하는 제어방식의 타당성을 확인한다.
최근 정보통신 분야의 발달로 산업용 전기기기 뿐만 아니라 컴퓨터를 비롯한 전자·통신 기기 및 인공위성 분야에 까지 직류안정화 전원장치에 대한 관심이 증가하고 있다. 직류안정화 전원(Switched Mode Power Supply : SMPS)에서 크기와 무게의 대부분은 인덕터, 커패시터 및 변압기에 의해서 결정되는데, 컨버터를 고속스위칭으로 동작시킴으로서 줄일 수 있다. 그러나, 고속스위칭에 따른 전력 손실이 주파수에 비례하여 증가하게 된다. 따라서, 고속스위칭 컨버터로서 저손실, 고효율의 SMPS의 개발이 요구 된다. 공진형 컨버터는 고속스위칭이 가능하여 컨버터의 용량을 감소시킬 수 있고, 단위시간당 전력전송밀도가 크기때문에 대전력 응용에 유리하다. 최근의 공진형 DC-DC 컨버터 출력 제어방식으로는 회로의 공진 파라미터에 의한 고유 주파수와 인버터 동작주파수와의 비에 따라 출력을 제어하는 방법과 위상쉬프트(Phase shift) 제어 방법을 많이 이용되고 있다. 본 논문에서는 고속스위칭으로 컨버터의 중량을 줄이고, 스위칭 소자의 스트레스를 경감시킬 수 있는 공진형 FB DC-DC 컨버터(Resonant Full Bridge DC-DC Converter)의 입력 전압 변동에 대하여 일정출력 제어방법을 제안 한다. 컨버터의 이산계 상태방정식으로부터 스텝상의 목표치에 정상상태 오차 없이 추종하도록 하는 1형 디지털 시스템을 적용한 I-PD형 제어기는 DC-DC 컨버터 입력전압의 변동에 대해서도 출력전압은 지령치에 편차없이 정확히 추종 할 수 있도록 한다. 또한, 제안하는 제어기는 출력전압의 검출로부터 샘플링 주기마다 입력전압의 변동에 대한 보정 루프를 만들어 제어입력을 구해내므로서 입력전원의 변동에 대해서도 제어계를 안정화하고 주어진 목표치에 고정도로 추종하도륵 한다. 본 논문의 모든 시뮬레이션은 전력전자용 시뮬레이터인 PSIM을 사용하였으며, 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안하는 제어방식의 타당성을 확인한다.
Due to the development of information cummunication field not only industrial electric machine but also electronic-cummunication machine including computer and satellite, the interest in SMPS (Switched Mode Power Supply) is increased. The size and weight of SMPS are decided by inductor, capacitor an...
Due to the development of information cummunication field not only industrial electric machine but also electronic-cummunication machine including computer and satellite, the interest in SMPS (Switched Mode Power Supply) is increased. The size and weight of SMPS are decided by inductor, capacitor and transformer. Thus the low loss converter which is operated in high speed switching is required. The resonant FB DC-DC converter is able to operate in high speed switching and apply for high power field because the switching loss is low. In this paper, it is proposed to control strategy for constant output power of resonant FB DC-DC converter in variable input voltage. The proposed control system is I-PD type control applying type I digital system. The output voltage tracks reference without steady state error in variable input voltage. The validity of proposed control strategy is verified from simulations using PSIM and experimental results.
Due to the development of information cummunication field not only industrial electric machine but also electronic-cummunication machine including computer and satellite, the interest in SMPS (Switched Mode Power Supply) is increased. The size and weight of SMPS are decided by inductor, capacitor and transformer. Thus the low loss converter which is operated in high speed switching is required. The resonant FB DC-DC converter is able to operate in high speed switching and apply for high power field because the switching loss is low. In this paper, it is proposed to control strategy for constant output power of resonant FB DC-DC converter in variable input voltage. The proposed control system is I-PD type control applying type I digital system. The output voltage tracks reference without steady state error in variable input voltage. The validity of proposed control strategy is verified from simulations using PSIM and experimental results.
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