[논문]단일 스위치 배전압 방식의 단상 PFC 회로의 제어기법 비교

구대관; 지준근; 차귀수; 임승범; 목형수

단일 스위치 배전압 방식의 단상 PFC 회로의 제어기법 비교
Comparison of Control Method for Single-phase PFC Circuit with 1-switch Voltage Doubler Strategy 원문보기

구대관 (순천향대학교) , 지준근 (순천향대학교) , 차귀수 (순천향대학교) , 임승범 ((주)이온) , 목형수 (건국대학교)

본 논문에서는 단일 스위치 배전압 방식의 단상 PFC 회로의 제어기법들에 대해 기술한다. 이 PFC 회로는 저가형 이중변환방식 단상 UPS의 AC-DC 변환부에 사용할 수 있으나, 입력전류의 제어기법에 대한 연구 결과가 알려지지 않았다. 제안된 전류 제어기법들의 입력 전류 제어 성능, 입력 역률, 입력 전류의 THD를 시뮬레이션과 실험을 통해서 비교 검증하였다.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 논문에서는 단일 스위치 배전압 방식의 단상 PFC 회로의 입력 전류 제어기법들을 기술하고, 시뮬레이션과 실험으로 비교검증을 하였다. 비교한 전류 제어기는 PI 전류 제어기 및 PR 전류 제어기로서 두 제어기 모두 입력 역률 제어 및 입력 전류의 THD 억제에서 우수한 성능을 보여주었고, PI 전류 제어기가 PR 전류 제어기보다 더 높은 역률과 안정적인 성능을 보여주었다.
본 논문에서는 단일 스위치 배전압 방식의 단상 PFC 회로의 전류 제어기법들에 대해 기술하고, 설계된 전류 제어기들의 입력 전류 제어, 역률 보상, 입력 전류의 THD 억제 성능을 시뮬레이션과 실험으로 비교하였다.

제안 방법

두 전류 제어기 모두 영전류 왜곡(Zero Current Distortion)을 감소시키기 위해 절대값 입력 전류 제어를 이용한다. 또한 입력 전류의 진상 현상(Phase Leading)을 줄이기 위해 전류 제어기 출력에 듀티 전향(Duty Feedforward) 보상을 추가하였다.
설계된 PI 전류 제어기와 PR 전류 제어기 성능을 비교하기 위해 PSIM DLL을 이용한 시뮬레이션과 실험을 수행하였다. 다음 표 1은 사용된 시스템 파라미터이다.
. 제안된 회로는 온오프 제어가능한 소자 한 개와 브릿지 다이오드만으로 구성되어서 재료비 절감이 가능하다. 하지만 PFC 회로가 제안된 후 전류 제어기법에 관한 연구들이 알려지지 않았다.
그림 2는 PFC 제어기 전체 구조이다. 직류단 전압 제어기는 PI 제어기를 이용하며, 추가로 직류단 캐패시터 전압 불평형을 보상하기 위해 상하단 캐패시터 전압차에 대해서 PI 제어기를 이용해 전류 제어기 입력에 보상하였다. 입력 전류 제어에는 PI 제어기와 비례 공진(Proportional Resonance;PR) 제어기를 이용한다.

이론/모형

PR 제어기의 이득 설정은 PI 제어기의 이득 설정법과 같이 원형 2차 시스템 설계법으로 정할 수 있다. PR 제어기의 이산 시간 영역 제어기 구현시 대수 루프(Algebraic Loop)를 피하기 위해 공진항의 전향 적분은 Forward Euler 방법으로, 궤환 적분은 Backward Euler 방법을 이용한다^[2].

성능/효과

이 현상은 결과 파형에서 나타난 전류의 진상 현상이 원인으로 추정된다. 또한 PR 전류 제어기는 듀티 전향보상시 입력 전류의 THD 증가 및 입력 역률의 저하를 유발하기 때문에 적용하지 않는 것이 더 우수한 성능을 나타낸다.
본 논문에서는 단일 스위치 배전압 방식의 단상 PFC 회로의 입력 전류 제어기법들을 기술하고, 시뮬레이션과 실험으로 비교검증을 하였다. 비교한 전류 제어기는 PI 전류 제어기 및 PR 전류 제어기로서 두 제어기 모두 입력 역률 제어 및 입력 전류의 THD 억제에서 우수한 성능을 보여주었고, PI 전류 제어기가 PR 전류 제어기보다 더 높은 역률과 안정적인 성능을 보여주었다.
직류단 전압 제어기는 지령 760V를 우수하게 추종하였으며, 전류 제어기 역시 지령을 우수하게 추종하였다. 시뮬레이션에서 계산된 입력 역률과 입력 전류의 THD는 PI 전류제어기가 0.967, 8.4%이며, PR 전류 제어기가 0.962, 10.1% 이다.
첫 번째 파형은 교류 입력 전원과 직류단 전압이고, 두 번째 파형은 절대값 전류 지령과 실제 입력 전류이다. 직류단 전압과 입력 전류 모두 지령을 우수하게 추종하였고, 입력 역률은 약 0.996이며, 입력 전류 THD는 약 8%대이다. PI 전류 제어기에는 입력 전류의 진상 현상을 방지함과 동시에 THD 억제를 위해서 듀티 전향 보상이 반드시 적용되어야 한다.
그림 6은 듀티 전향 보상이 없는 PR 전류 제어기의 실험 결과이다. 직류단 전압과 입력 전류 모두 지령을 우수하게 추종하였고, 입력 전류의 THD는 약 8%대이다. 반면 입력 역률은 PI 전류 제어기보다 감소하여 약 0.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

단일 스위치 배전압 방식의 단상 PFC 회로의 제어기법 비교
Comparison of Control Method for Single-phase PFC Circuit with 1-switch Voltage Doubler Strategy 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

단일 스위치 배전압 방식의 단상 PFC 회로의 제어기법 비교 Comparison of Control Method for Single-phase PFC Circuit with 1-switch Voltage Doubler Strategy 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

단일 스위치 배전압 방식의 단상 PFC 회로의 제어기법 비교
Comparison of Control Method for Single-phase PFC Circuit with 1-switch Voltage Doubler Strategy 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper