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고주파 링크 전력계통 연계형 PCS
High Frequency Link PCS for Interfacing with Power Utility System 원문보기

전력전자학회 2008년도 추계학술대회 논문집, 2008 Oct. 31, 2008년, pp.57 - 60  

김은수 (전주대학교) ,  윤광호 (전주대학교) ,  강성인 (전주대학교) ,  차인수 (동신대학교)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, new technologies of the PCS (Power Conditioning System) for energy generating using solar cells or fuel cell are required for smaller unit with low cost and high performance. In this paper, the proposed high frequency AC linked DC/AC converter which consisted of LLC resonant and LF cycloco...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 LLC 공진컨버터와 계통연계 인버터로 구성한 PCS시스템 보다는 구성부품의 최소화 및 단가저감을 위해 그림1에 나타낸바와 같이 LLC 공진인버터와 계통연계(110VAC/60Hz)를 위한 LF(Low Frequency) Cyclo-converter로만 구성된 고효율의 High Frequency Link PCS (Power Conditioning System)에 대한 회로를 제안하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PCS는 어떤 추세에 있는가? 최근에 PCS(Power Conditioning System)는 고집적화 및 고기능화를 통해 소형화 및 단가를 저감하는 추세에 있다 따라 . 서 시스템에 적용되는 전원장치에 있어서 크기 및 무게저 PCS 감 그리고 높은 전력밀도와 효율 특성을 요구하고 있고 이러 , 한 요구조건을 만족하기 위해 고주파 스위칭방식의 ZVS DC/DC 컨버터가 적용된 PCS시스템들이 연구되어왔고[1] , 더욱더 전력밀도 및 효율특성을 증가시키기 위해 공진컨버터가 검토되고 있는 추세이다[2, 3] .
High Frequency Link 계통연계 PCS는 어떤 한계점을 가지고 있는가? 하지만, 그High Frequency Link 계통연계 PCS (Power Conditioning System)는 절연을 위한 변압기를 소형경량화 할 수 있지만 계통연계 (110VAC/60Hz)를 위한 PWM 인버터 부분의 하드스위칭에 의한 전력변환손실 증가 및 인버터 PWM 입력커패시터 (Co)와 60Hz의 저주파 인덕터(Lf))를 사용함으로써 부피 및 크기를 저감시키는데 한계성을 가지고 있다.
LLC 공진인버터의 이득특성 중 가변제어 스위칭주파수에 따른 3가지 동작영역은? 본 논문에서 제안된 LLC 공진인버터 와 LF Cyocloconverter로 구성된 PCS에서 승압모드와 강압모드 둘 다 동작될 수 있고 상대적으로 좁은 주파수 제어범위에서 넓은 범위의 입▪출력 전압제어를 할 수 있으며, 스위칭 동작영역에서 모든 스위칭소자들이 소프트 스위칭 할 수 있는 등의 여러 장점들을 갖고 있는 LLC 공진인버터의 이득특성 중 가변제어 스위칭주파수에 따라 3가지 동작영역으로 나누어 설명 할 수 있다. 첫 번째 동작영역은 그림 2 에서 볼 수 있듯이 ZVS 영역 중에서도 스위칭 동작영역이 규준화된 주파수(fn)가 1보다 낮은 주파수 동작 영역인 불연속모드(Discontinuous Mode)에서 스위칭 하는 경우이다. 불연속 모드 동작 구간동안 흐르는 자화전류에 의해 주스위칭 소자는 영전압 스위칭(ZVS)을 하게 되고, 변압기 2차측 LF Cyocloconverter의 스위칭소자에서는 불연속 동작특성에 따라 영전류 스위칭(ZCS) 하게 된다. 두 번째 동작영역은 그림 2에 나타낸 것처럼 규준화된 주파수(fn)가 1보다 높은 주파수영역인 연속모드 (Continuous Mode)에서 스위칭 하는 경우이다. 이때에는 단자전압(Vab) 보다 변압기 1차측에 흐르는 전류 (IT1)가 지연되어 순환전류인 지연전류(Lagging Current)가 흐르므로 주스위칭 소자는 영전압 스위칭(ZVS)을 하게 되고, 변압기 2차측 LF  Cyocloconverter의 스위칭소자 또한 영전압 스위칭(ZVS) 동작을 하게 됨으로 불연속모드 뿐만 아니라 연속모드 동작영역 모든 구간에서도 소프트 스위칭 되는 특성을 얻을 수 있다. 세 번째 동작영역은 LLC 공진인버터의 전압이득을 더 낮은 전압으로 낮추기 위해 설정된 영역이다. LLC 직렬공진 인버터는 최대 스위칭주파수(Fmax) 이상에서 스위칭 동작되도록 제어한다 할지라도 이득변화가 크지 않고, 기본적인 전압이득특성을 갖고 있기 때문에 이때에는 설정된 최대 스위칭 동작주파수 (Fmax) 이상에서는 적용된 제어회로의 Controller에 따라 Burst Mode(L6599) 또는 Duty Control(MC34067)를 통해서 전압이득을 낮출 필요가 있다.
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