Abstract
Differently from an existing analog control, because the digital control includes microprocessor basically, the digital control is enable to monitor internal parameters of DC-DC converter and to control output voltage remotely by communicating with a Windows based PC. These things are impossible in an analog control and there are more advantages in a digital control than an analog control. In this paper, with the advantages mentioned above, the feasibility of digital controlled DC-DC converter in low price is proposed. In order to implement these functions, it is used the inexpensive H8/3672 made by Renesas that has built in AD converters and PWM logic generators. The proposed digital controller is applied to a flyback converter that is designed to output DC 5[V] from DC 20∼30[V] and is remotely controlled to make variable outputs from DC 0[V] to 5[V] above in PC. The PWM controller adopts the PD controller in PID. In the last, the response characteristics of a step reference voltage and in a steady state are experimented to verify the feasibility and the usefulness of the proposed flyback converter that is implemented inexpensively.
기존의 아날로그 제어방식과는 달리 디지털 제어 방식은 기본적으로 마이크로프로세서를 포함하고 있기 때문에 아날로그 제어방식에서는 할 수 없었던 DC-DC 컨버터 내부 파라미터에 대한 모니터링이 가능하며, 아날로그 제어방식에서는 처음의 사양에 의해 고정된 출력전압을 얻었지만 디지털 제어 방식에서는 PC와 DC-DC 컨버터의 통신을 통하여 사용자가 원하는 임의의 전압을 얻어낼 수 있고 원격제어가 가능하다. 또한 PC와의 통신을 통해 원거리에 있는 DC-DC 컨버터에 정확한 전압이 출력되고 있는지 또는 비정상적인 전압이 출력되고 있는지를 감시, 진단할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이와 같은 디지털 제어기의 장점과 함께 디지털 제어기의 저가격화에 대한 실용성을 제시하고자 하였다. 이러한 기능들을 구현하기 위해 AD 컨버터와 PWM 로직이 내장되어 있는 저가의 정수형 On-chip 마이크로 콘트롤러인 Renesas사의 H8/3672를 사용하였다. 디지털 제어기는 Flyback 컨버터에 적용되었으며, DC 20∼30V 입력으로부터 기본 DC 5V 출력전압을 갖도록 설계되었고, 또한 에뮬레이터를 이용하여 PC상에서 원격으로 DC 0V에서 DC 5V이상까지의 다양한 출력 전압을 만들 수 있다. PWM의 듀티(Duty) 제어를 위한 제어기로써는 PID제어기 중에서 PD제어기를 사용하였다. 본 논문에서 설계된 디지털 제어방식 컨버터의 실용성을 검토하기 위해 과도상태의 특성과 정상 상태의 특성을 분석하여 정수형의 저가형 마이크로 콘트롤러를 이용한 Flyback 컨버터의 실용성을 검토하였다.
