본 연구에서는 컨버터를 일정한 주파수로 제어할 수 있는 쿼지 공진형 컨버터를 제안하였다. 제안된 컨버터의 스위치는 쿼지 공진형 컨버터와 유사하게 고주파에서 고효율로 동작할 수 있도록 소프트 스위칭 특성을 갖는다. 또한, 쿼지 공진형 컨버터는 출력전압의 제어를 위해 컨버터의 스위칭 주파수를 변동시키는 데 비하여 제안된 컨버터는 일정한 주파수로 PWM 제어가 가능하다. 따라서 필터설계 및 EMI 필터설계의 최적화가 가능하다. 본 연구에서는 컨버터의 스위치 모드를 해석하여 컨버터의 동작원리를 기술하고, 컨버터의 스위치가 소프트 스위칭 조건을 만족하여 고주파에서도 동작할 수 있음을 보였다. 또한, DC-DC 컨버터에 대하여 100 kHz의 스위칭 주파수로 동작시켜 컨버터가 일정한 주파수로 PWM 제어되는 특성을 비롯한 컨버터의 특성을 시뮬레이션과 실험으로 증명하였다.
본 연구에서는 컨버터를 일정한 주파수로 제어할 수 있는 쿼지 공진형 컨버터를 제안하였다. 제안된 컨버터의 스위치는 쿼지 공진형 컨버터와 유사하게 고주파에서 고효율로 동작할 수 있도록 소프트 스위칭 특성을 갖는다. 또한, 쿼지 공진형 컨버터는 출력전압의 제어를 위해 컨버터의 스위칭 주파수를 변동시키는 데 비하여 제안된 컨버터는 일정한 주파수로 PWM 제어가 가능하다. 따라서 필터설계 및 EMI 필터설계의 최적화가 가능하다. 본 연구에서는 컨버터의 스위치 모드를 해석하여 컨버터의 동작원리를 기술하고, 컨버터의 스위치가 소프트 스위칭 조건을 만족하여 고주파에서도 동작할 수 있음을 보였다. 또한, DC-DC 컨버터에 대하여 100 kHz의 스위칭 주파수로 동작시켜 컨버터가 일정한 주파수로 PWM 제어되는 특성을 비롯한 컨버터의 특성을 시뮬레이션과 실험으로 증명하였다.
In this paper, a quasi-resonant PWM converter, which is controlled by constant frequency, has been suggested. As quasi-resonant converter, the switches of the suggested converter has soft switching characteristics, which can operate to high frequency with high efficiency. Comparing with varied contr...
In this paper, a quasi-resonant PWM converter, which is controlled by constant frequency, has been suggested. As quasi-resonant converter, the switches of the suggested converter has soft switching characteristics, which can operate to high frequency with high efficiency. Comparing with varied controlled frequency of quasi-resonant converter for controlling output voltage, the suggested converter has advantages which optimize filter and EMI filter design at constant switching frequency. The converter has been analyzed by switch mode analysis which verified soft switching operation. Also, the PWM operation and characteristics of the converter are verified by simulation and experiment of 100 kHz DC-DC converter.
In this paper, a quasi-resonant PWM converter, which is controlled by constant frequency, has been suggested. As quasi-resonant converter, the switches of the suggested converter has soft switching characteristics, which can operate to high frequency with high efficiency. Comparing with varied controlled frequency of quasi-resonant converter for controlling output voltage, the suggested converter has advantages which optimize filter and EMI filter design at constant switching frequency. The converter has been analyzed by switch mode analysis which verified soft switching operation. Also, the PWM operation and characteristics of the converter are verified by simulation and experiment of 100 kHz DC-DC converter.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구에서는 쿼지 공진형 컨버터를 개선하고 스위칭되는 컨버터의 스위치도 1 개만으로 가능한 일정한 주파수로 제어할 수 있는 쿼지 공진형 PWM 컨버터를 제안하였고, 컨버터의 스위치 모드를 해석하고 동작원리를 해석하여 컨버터가 일정한 주파수로 PWM 제어됨을 보였다. 또한, 컨버터의 스위칭 특성을 해석하여 컨버터의 스위치가 소프트 스위칭 조건을 만족하여 고주파에서도 동작할 수 있음을 보였다.
본 연구에서는 쿼지 공진형 컨버터를 개선하여 컨버터를 일정한 주파수로 제어할 수 있는 쿼지 공진형 PWM 컨버터를 제안하였다. 제안된 컨버터는 부하의 변동에 대하여 스위칭 주파수가 변하는 쿼지 공진형 컨버터의 단점을 보완한 것으로 컨버터의 주파수가 일정하여 PWM 제어가 가능하다.
가설 설정
한 주기 동작에 따른 컨버터 모드를 설명하면 다음과 같다. 그림 2에서 인덕터 L의 전류는 일정하여 IL이며 출력전압 v0도 일정한 V0로 가정한다.
제안 방법
1에서 주 다이오드인 다이오드 D는 영전압에서 온·오프되며, 보조다이도드 Da과 Db도 영전류에서 턴오프 된다. 제안된 컨버터는 다이오드의 역회복 시간으로 인한 손실과 노이즈를 저감할 수 있어서 컨버터를 고주파로 스위칭 할 수 있는 특성을 갖는다. 이는 컨버터의 인덕터 및 커패시터의 용량을 줄일 수 있어서 컨버터의 부피 및 무게를 줄일 수 있는 특성을 갖는다.
대상 데이터
제안된 방식이 실험을 위하여 15 V, 2.5 A급의 컨버터 시스템을 제작하였고, 그림 2의 전력회로에 대하여 시뮬레이션과 실험에 사용한 각 소자의 값은 표 2와 같다. 표 2에서 입력전압의 28 V 배터리 전압이며, 컨버터의 스위칭 주파수는 100 kHz의 일정한 주파수로 출력전압을 PWM 제어하였다.
성능/효과
또한, 입력이 28 V 배터리 전압에 대하여 출력이 12 VDC, 1.25 A인 DC-DC 컨버터에 대하여 100 kHz의 스위칭 주파수로 동작시켜 제안된 컨버터가 일정한 주파수로 PWM 제어될 수 있음을 시뮬레이션과 실험으로 증명하였다.
또한, 입력이 28 VDC 배터리 전압이고 출력이 15 VDC인 DC-DC 컨버터에 대하여 100 kHz의 스위칭 주파수로 동작시켜 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 컨버터가 일정한 주파수로 PWM 제어될 수 있음을 보였다.
본 연구에서는 쿼지 공진형 컨버터를 개선하고 스위칭되는 컨버터의 스위치도 1 개만으로 가능한 일정한 주파수로 제어할 수 있는 쿼지 공진형 PWM 컨버터를 제안하였고, 컨버터의 스위치 모드를 해석하고 동작원리를 해석하여 컨버터가 일정한 주파수로 PWM 제어됨을 보였다. 또한, 컨버터의 스위칭 특성을 해석하여 컨버터의 스위치가 소프트 스위칭 조건을 만족하여 고주파에서도 동작할 수 있음을 보였다.
본 연구에서는 쿼지 공진형 컨버터를 개선하여 컨버터를 일정한 주파수로 제어할 수 있는 쿼지 공진형 PWM 컨버터를 제안하였다. 제안된 컨버터는 부하의 변동에 대하여 스위칭 주파수가 변하는 쿼지 공진형 컨버터의 단점을 보완한 것으로 컨버터의 주파수가 일정하여 PWM 제어가 가능하다. 컨버터의 스위치 모드를 해석하여 컨버터의 동작원리를 해석하여 컨버터의 스위치가 소프트 스위칭 조건을 만족하여 고주파에서도 동작할 수 있음을 보였다.
제안된 컨버터는 부하의 변동에 대하여 스위칭 주파수가 변하는 쿼지 공진형 컨버터의 단점을 보완한 것으로 컨버터의 주파수가 일정하여 PWM 제어가 가능하다. 컨버터의 스위치 모드를 해석하여 컨버터의 동작원리를 해석하여 컨버터의 스위치가 소프트 스위칭 조건을 만족하여 고주파에서도 동작할 수 있음을 보였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
DC-DC 컨버터를 설계할 때 중요한 것은 무엇인가?
위성에서 DC-DC 컨버터는 무게 및 부피를 최소화하고 고효율로 설계하는 것이 매우 중요하다[1]. 컨버터의 무게 및 부피를 줄이려면 컨버터의 스위칭 주파수를 고주파로 동작시키는 것이 매우 중요하다[1-2].
위성의 전력계 서브시스템은 어떤 역할을 하는가?
위성의 전력계 서브시스템은 발생된 전력을 제어하고, 분배하고, 저장하여 위성의 각 서브시스템과 탑재체가 정해진 기능을 하도록 전기 에너지를 공급하는 역할을 한다[1]. 인공위성 중 전원장치는 부하의 필요에 따라 태양전지의 전력을 조절하는 SAR(Solar Array Regulaltor)와 전기 에너지를 충전하여 식(Eclipse)등 필요시 사용할 수 있도록 에너지를 저장하는 배터리부가 있다.
본 연구에서는 쿼지 공진형 컨버터를 개선하여 컨버터를 일정한 주파수로 제어할 수 있는 쿼지 공진형 PWM 컨버터는 어떤 것을 보완한 것인가?
본 연구에서는 쿼지 공진형 컨버터를 개선하여 컨버터를 일정한 주파수로 제어할 수 있는 쿼지 공진형 PWM 컨버터를 제안하였다. 제안된 컨버터는 부하의 변동에 대하여 스위칭 주파수가 변하는 쿼지 공진형 컨버터의 단점을 보완한 것으로 컨버터의 주파수가 일정하여 PWM 제어가 가능하다. 컨버터의 스위치 모드를 해석하여 컨버터의 동작원리를 해석하여 컨버터의 스위치가 소프트 스위칭 조건을 만족하여 고주파에서도 동작할 수 있음을 보였다.
참고문헌 (9)
임철우, 강경화, 신구환, 강경인, 정규범, "Matlab을 이용한 과학기술위성 3호 태양전력조절기 설계", 한국항공우주학회 학술발표회 논문집, 2007, pp. 1710-1773.
정규범, 이상욱, 최완식, "다목적위성 1 호 태양전지 모델링 및 궤도해석", 한국항공우주학회지 제31권, 1호, pp. 67-72.
K. Liu and F. Lee, "Zero Voltage Switching Technique in DC/DC Converters," IEEE Power Electronics Specialist Conference, 1986, pp. 58-70.
A. Verma and D. Upadhyay, "ZCS Quise Resonant Converter Fed Resistive Load Experimental Investations", Internal Journal of Research and Innovations in Science and Technology, 2014, pp. 69-73.
G. Hua, C. Leu, and F. Lee, "Novel Zero Voltage Transition PWM Converter", IEEE Power Electronics Specialist Conference, 1992, pp. 55-61.
G. Hua, E. Yang, Y. Jiang, F. Lee, "Novel Zero Curent Transition PWM Converter", IEEE Power Electronics Specialist Conference, 1992, pp. 538-544.
G. Joung, "New Soft Switched PWM Converter", IEEE Power Electronics Specialist Conference, 1996, pp. 63-58.
Akbar Rahimi and Mohammad Reza MohammadiDong Cao, Fang Z. Peng, "Zero-Voltage-Transition Synchronous DC- DC Converters with Coupled Inductors", Journal of Power Electronics, 2016, No. 1, pp. 74-83.
Ires Iskender and Nace Genc, "Design and analysis of a novel zero-voltage-transition interleaved boost converter for renewable power applications," International Journal of Electronics 2010, Vol. 97, pp. 1051-1070.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.