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비자성체 용기를 가열할 수 있는 유도 가열용 직렬 공진형 컨버터의 설계
Design Methodology of Series Resonant Converter for Induction Heating of Non-ferromagnetic Pots 원문보기

전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회, 2018 July 03, 2018년, pp.3 - 5  

정시훈 (울산과학기술원 (유니스트)) ,  박화평 (울산과학기술원 (유니스트)) ,  정지훈 (울산과학기술원 (유니스트))

초록
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유도 가열 (Induction Heating; IH) 기기는 빠른 가열 속도, 안전성, 청결성 등의 장점으로 산업계와 가정에서 널리 사용되고 있다. 하지만 기존 IH 기기는 낮은 저항을 갖는 비자성체 용기를 가열할 때 1차측 스위치에 높은 전류가 유도됨으로써 스위칭 손실과 전도 손실이 증가하고 스위치 정격 전류량을 초과하는 문제가 발생하였다. 본 논문에서는 용기 재질에 따른 임피던스 특성을 분석하여 비자성체 용기를 가열하기 위한 적절한 유도 가열용 직렬 공진형 컨버터의 새로운 스위칭 변조방식을 제안한다. 2 kW의 정격 전력을 가지는 유도 가열용 컨버터의 시작품을 사용하여 설계 방법론과 스위칭 변조 방식의 타당성과 성능을 검증하고자 한다.

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문제 정의

  • 본 논문에서는 비자성체 용기와 자성체 용기를 입력전압 보상없이 단일 버너에서 가열할 수 있는 유도 가열 공진형 컨버터를 제안했다. 기존의 유도 가열 컨버터에서는 낮은 저항을 갖는 비자성체 용기 가열 시 높은 스위치 전류가 유도되어 단일 버너에서 높은 저항을 갖는 자성체 용기와 동시에 가열하지 못하는 문제점이 있었다.
  • 본 논문에서는 입력단 PFC 추가 없이 비자성체와 자성체 용기를 단일 코일에서 모두 가열할 수 있는 유도 가열용 컨버터 설계 방법과 스위칭 변조방식을 제안한다. 제안하는 유도 가열용 컨버터는 입력단 전압이득과 동작주파수를 용기 재질에 따라 제어하는 3가지 동작 모드로 구성된다.
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