초록

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본 논문에서는 대면적 플라즈마 사인 보드 제어를 위한 저소비 전력용 인버터를 개발하였다. 이 인버터는 215*86mm 사이즈로 인가전압 220V, 출력전압 1200V, 스위칭 주파수 20KHz, 소비전력 50W 급인 인버터를 역률개선회로 PFC(Power Factor Correction)를 적용하여 리플을 줄이고 안정적인 전압 공급, 전체 전류 정격감소, 회생전압 상승분 억제, 유니버설 입력범위에서 동작 가능하게 만들었다. 고전압트랜스를 4개를 집적화 하였으며 전력 소비 전류가 감소되면서 온도가 상승되는 것을 막을 수 있었고 전자파도 줄일 수 있음을 보였다.

본 논문에서는 대면적 플라즈마 사인 보드 제어를 위한 저소비 전력용 인버터를 개발하였다. 이 인버터는 215*86mm 사이즈로 인가전압 220V, 출력전압 1200V, 스위칭 주파수 20KHz, 소비전력 50W 급인 인버터를 역률개선회로 PFC(Power Factor Correction)를 적용하여 리플을 줄이고 안정적인 전압 공급, 전체 전류 정격감소, 회생전압 상승분 억제, 유니버설 입력범위에서 동작 가능하게 만들었다. 고전압트랜스를 4개를 집적화 하였으며 전력 소비 전류가 감소되면서 온도가 상승되는 것을 막을 수 있었고 전자파도 줄일 수 있음을 보였다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 이 논문에서는 역률개선회로(PFC)를 적용함으로써 리플이 저감된 안정적인 전압공급, 전체 전류 정격 감소, 회생전압 상승분 억제, 유니버셜 입력범위에서 동작할 수 있는 등의 장점을 가진 인버터 시스템을 설계한다. 전체적으로 인버터 시스템을 설계하는데 있어 전체 재료비를 줄이고 과부하 및 과열을 방지하고 UL 및 CE 규격을 만족하는 50W급 인버터를 만들수 있는 방법에 관하여 논의한다.

제안 방법

• 본 논문에서는 인가전압 220V, 출력 전압 1200V, 스위칭 주파수 20KHz, 소비전력 50W 급 인버터를 고역률, 고효율의 PFC 회로를 이용하여 구성하였다. 그 결과 전부하시 역률 0.
• 이 논문에서는 역률개선회로(PFC)를 적용함으로써 리플이 저감된 안정적인 전압공급, 전체 전류 정격 감소, 회생전압 상승분 억제, 유니버셜 입력범위에서 동작할 수 있는 등의 장점을 가진 인버터 시스템을 설계한다. 전체적으로 인버터 시스템을 설계하는데 있어 전체 재료비를 줄이고 과부하 및 과열을 방지하고 UL 및 CE 규격을 만족하는 50W급 인버터를 만들수 있는 방법에 관하여 논의한다.

성능/효과

• 5%와 CE 및 LE 고조파 규제를 만족하는 우수한 성능을 확인 할 수 있었으며, 85V~265V의 유니버설 입력범위에서도 제대로 된 동작을 수행하였다. PFC 회로를 적용하지 않는 일반 인버터 회로와 비교해서 기존 회로의 역률 보상용 수동 필터가 빠지고, 역률 개선 회로가 추가적으로 더 들어가 기본적인 재료비가 더 많이 발생하였다. 하지만 평활용 전해 커패시터의 리플전류 절감에 따른 커패시터 용량을 감소시킬수 있고, 같은 용량의 전력을 공급한다고 봤을 때 역률 개선 회로를 적용하지 않는 회로가 적용한 회로의 전류 정격보다 60～80% 이상 크기 때문에 그에 따르는 정류정격이 더 커지므로, 상대적으로 반도체소자의 전류 정격을 낮출 수 있어 여러 가지 이점이 있다.
• 하지만 평활용 전해 커패시터의 리플전류 절감에 따른 커패시터 용량을 감소시킬수 있고, 같은 용량의 전력을 공급한다고 봤을 때 역률 개선 회로를 적용하지 않는 회로가 적용한 회로의 전류 정격보다 60～80% 이상 크기 때문에 그에 따르는 정류정격이 더 커지므로, 상대적으로 반도체소자의 전류 정격을 낮출 수 있어 여러 가지 이점이 있다. 결국 역률 개선용 수동필터, 전해 커패시터및 반도체 소자에서 재료비를 줄일 수 있고 50W로 소비전력을 많이 줄일 수 있었다.
• 본 논문에서는 인가전압 220V, 출력 전압 1200V, 스위칭 주파수 20KHz, 소비전력 50W 급 인버터를 고역률, 고효율의 PFC 회로를 이용하여 구성하였다. 그 결과 전부하시 역률 0.98, 효율 96.5%와 CE 및 LE 고조파 규제를 만족하는 우수한 성능을 확인 할 수 있었으며, 85V~265V의 유니버설 입력범위에서도 제대로 된 동작을 수행하였다. PFC 회로를 적용하지 않는 일반 인버터 회로와 비교해서 기존 회로의 역률 보상용 수동 필터가 빠지고, 역률 개선 회로가 추가적으로 더 들어가 기본적인 재료비가 더 많이 발생하였다.

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