• 제목/요약/키워드: 소신호 모델링

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커플드 인덕터 인터리브드 전압 밸런서의 소신호 분석 및 제어기 설계 (Small signal Analysis and Controller Design of Interleaved Voltage Balancer with Coupled Inductor)

  • 변형준;박정민;박태화;김범준;원충연
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.112-113
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    • 2019
  • 본 논문은 양극성 저압 직류배전망 구성을 위한 커플드 인덕터를 활용한 인터리브드 전압 밸런서의 소신호 분석 및 제어기 설계를 제안한다. 커플드 인덕터를 활용한 인터리브드 구조의 전압 밸런서는 출력 캐패시턴스 및 전체 인덕턴스를 줄일 수 있는 이점 있으나, 결합계수 및 인터리브드 입력으로 인한 회로 분석의 어려움이 존재한다. 본 논문은 이를 해결하기 위해 커플드 인덕터 등가회로를 통한 인덕턴스 결합 분석 및 제어 입력의 평균 계산법을 적용하여 소신호 모델링을 진행하고 제어기를 설계하였으며 이를 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

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직렬 연결 부하의 전압 제어를 위한 소신호 분석 및 제어기 설계 (Analysis and Design of Voltage Regulator on Stacked Voltage Domain)

  • 전용진;노광열;하정익
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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    • pp.281-282
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    • 2019
  • 본 논문에서는 직렬 연결 구조의 밸런싱 회로에 대한 정상상태 분석과 소신호 분석 및 제어기 설계를 진행하였다. 부하의 직렬 연결 구조는 전체 시스템의 도통손실을 감소시켜 효율을 극대화 할 수 있기 때문에 최근에 많이 연구되고 있다. 해당 구조는 직렬 연결된 부하들의 불균형을 맞춰주는 밸런싱 회로가 필수적인데, 이 회로의 특성 및 제어기가 전체 시스템의 동작 특성을 결정한다. 본 논문에서 진행한 밸런싱 회로의 소신호 분석을 바탕으로 직렬 연결된 2개의 부하와 밸런싱 회로의 전류 모드 전압 제어기를 설계 하였다. MATLAB과 PLECS 시뮬레이션 결과, 두 모델링의 결과가 0.13 % 이하의 오차를 가지는 것을 확인 하였으며, 이를 통해 해당 분석이 타당함을 검증하였다.

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Z-소스 네트워크 기반의 배터리 시뮬레이터의 전압 제어기 설계를 위한 소신호 모델링을 이용한 안정도 분석 (Stability Analysis using Small-Signal Modeling for Design of Voltage Controller in Battery Simulator based on Z-source Network)

  • 조진호;최성촌;김범준;원충연
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.379-380
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    • 2016
  • 본 논문에서는 Z-소스 네트워크 기반의 배터리 시뮬레이터의 전압 제어기 설계를 위한 소신호 모델링을 수행하고 보드선도를 이용한 안정도 분석을 통한 전압 제어기 설계 방법을 제안하였다. 이를 통하여 인덕턴스와 커패시턴스에 따라 변하게 되는 시스템의 주파수 응답 특성을 고려하여 Z-소스 네트워크 기반의 배터리 시뮬레이터가 안정적으로 동작하도록 하는 전압 제어기의 제어 이득값을 선정하였다. 제안한 방법은 MATLAB을 이용한 안정도 분석을 통하여 검증되었다.

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벅 컨버터 소신호 모델링 분석 및 검증 (Buck Converter Small Signal Modeling Analysis and Verification)

  • 장현웅;이한빛;정소영;조성은;조영훈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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    • pp.334-335
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    • 2018
  • 본 논문에서는 스위칭 소자의 저항을 고려한 벅 컨버터의 소신호 모델링을 통해 회로를 등가화하고, 등가 모델의 동특성을 분석하였다. 또한 분석한 결과를 토대로 3P2Z(3Pole 2Zero) 제어기를 기반으로 한 전압 보상 제어기를 구현하였다. MATLAB을 이용하여 등가 모델을 바탕으로 설계한 제어기의 안정도를 판별 및 분석하였고, 최종적으로 PSIM을 사용한 시뮬레이션을 통해 분석한 결과가 타당함을 검증하였다.

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부스트 컨버터 입력임피던스를 포함한 충방전기 소신호 모델링 (Charger/discharger Small Signal Modeling Including Boost Converter Input Impedance)

  • 김찬인;문솔;김도현;박종후
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.339-340
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    • 2012
  • 화석연료의 고갈과 환경문제 때문에 신재생에너지원의 이용은 중요한 문제로 대두되고 있다. 또한 신재생에너지원의 안정적인 공급을 위해서는 에너지 저장장치를 사용해야만 한다. 이러한 이유 때문에 에너지 저장장치를 이용하기 위한 회로에 승압을 위한 컨버터를 병렬로 연결하였을 때 충방전기의 제어기 설계시 승압을 위한 컨버터의 영향을 고려해야만 한다. 본 논문은 에너지 저장장치를 포함한 전력조절장치에서 충방전기에서 나타나는 부스트 컨버터의 입력임피던스를 계산하여 충방전기 설계시 어떠한 영향을 미치는지 소신호 모델링을 통하여 알아보고자 하였다. 충방전기와 부스트 컨버터가 연결이 되어 있을 경우 충방전기 설계시 부스트 컨버터의 소자나 제어에 따라 충방전기의 전달함수에 영향을 주는데 이를 부스트 컨버터의 입력임피던스의 계산을 통하여 어떠한 영향을 주는지 수식적으로 분석하고 이를 MATLAB과 PSIM을 통하여 증명하였다.

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평균전류모드제어를 이용하는 컨버터의 모델링 및 설계 (Modeling and Design of Average Current Mode Control)

  • 정영석
    • 전력전자학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.347-355
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    • 2005
  • 본 논문에서는 평균전류모드제어를 이용하는 컨버터의 연속시간 소신호 모델을 구한다. 평균전류모드제어에 일반적으로 사용되는 보상기를 적용한 컨버터의 해석을 위해 샘플러를 전류루프에 포함시켜 해석한다. 기존 모델에서는 정확히 해석하기 어려웠던 전류루프 이득의 고주파 영역 해석이 제안한 모델을 이용함으로 쉽게 해결할 수 있으며, 시스템의 안정성을 결정하는 고주파 영역에서의 주파수 응답 특성을 제안한 모델이 우수한 성능으로 예측 가능함을 보인다. 이를 위해 평균전류모드제어에서 전류루프에 샘플러가 포함된 모델을 제시하고 이 샘플러에 대한 연속시간 모델을 구하여 평균전류모드제어의 연속시간 모델을 구한다. 제안한 새로운 연속시간 소신호 모델을 이용한 예측 결과를 스위칭 모델 시뮬레이션 프로그램인 PSIM을 이용한 시뮬레이션 결과 및 실험결과와 비교하여 제안한 새로운 연속시간 소신호 모델의 우수성을 확인한다

잔차 오차 최소에 의한 HEMT의 외인성 파라미터 추출 (Extraction of Extrinsic Circuit Parameters of HEMT by Minimizing Residual Errors)

  • 전만영
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제9권8호
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    • pp.853-859
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    • 2014
  • 본 연구에서는 핀치오프 된 cold-FET에서 게이트와 드레인 패드를 디임베딩하여 얻어지는 Z-파라미터와 게이트와 드레인 패드 커패시턴스를 제외한 핀치오프 된 cold-FET의 나머지 파라미터에 의해 모델링되는 Z-파라미터 사이의 잔차 오차를 최소화함으로써 HEMT의 모든 외인성 파라미터를 추출하는 기법을 제시한다. 제시된 기법을 사용하면 게이트와 드레인 모조패드의 추가적 제작 없이 게이트와 드레인 패드의 커패시턴스 값뿐 아니라 나머지 외인성 파라미터 값 모두를 성공적으로 추출할 수 있다.

ZVS-FB PWM DC/DC 변환기의 동특성 해석 및 제어기 설계 (Dynamic Analysis and Control Loop Design of ZVS-FB PWM DC/DC Converter)

  • 이득기;윤길문;차영길;김흥근
    • 전력전자학회논문지
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    • 제3권3호
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    • pp.231-239
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    • 1998
  • 본 논문에서는 대용량에 적합한 영전압 스위칭 전브리지 PWM 직류/직류 변한기의 동특성 해석과 제어 루프의 설계에 대해 논하였다. 전압을 제어하기 위한 위상전이제어의 효과와 영전압 스위칭을 위한 변압기의 누설인덕턴스, FET의 적합 커패시턴스의 이용효과를 고려한 소신호 모델을 유도하였다. 이 소신호 모델은 PWM 벅 변환기의 등가모델에 시비율 변조에 대한 두 개의 종속 전원을 추가함으로써 모델링할 수 있다. 소신호 해석 결과를 근거로 하여 2-극점, 1-영점 보상회로를 사용한 전압제어기를 설계하였다. 설계된 제어기의 타당성을 검증하기 위해서 개루프 시스템과 폐루프 시스템의 소신호 해석결과를 비교하였으며, 2kW급 부하실험으로 설계한 전압제어기의 동특성이 우수함을 실험적으로 입증하였다.

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수동 FET 모델링과 기생저항값의 유효성 검증 (Cold FET modeling and examination of validness of parasitic resistances)

  • 김병성
    • 전자공학회논문지D
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    • 제36D2호
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    • pp.1-10
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    • 1999
  • FET 소신호 모델의 직접추출법은 기생소자값을 구하기 위해 주로 순방향 소동(cold) FET 조건을 이용하고 있다. 본 논문은 수동 FET 조건에서 해석적 채널모델을 유도하고, 정상수동 소자 조건에서도 순방향 수동 FET 조건과 동일 한 정보를 얻을 수 이Tdmadmff 보인다. 이와 함께 수동 FET 조건에 의해 제한되는 능동 FET 소신호 모델의 오차를 추적하여 수동 FET 방법을 이용한 직접 추출 모델의 오차 한계를 살피고, 오차 최소점의 유무를 통해 수동 FET 기생저항값의 유효성을 검토한다.

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전류모드제어를 위한 연속시간모델의 새로운 유도 방법 (Alternative Derivation of Continuous-Time Model for Current-Mode Control)

  • 정동열;홍성수;최병조;안현식;사공석진
    • 전력전자학회논문지
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    • 제8권2호
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    • pp.137-142
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    • 2003
  • 전류모드제어의 널리 알려진 두가지 연속시간모델이 소신호 예측에서 현저한 차이점을 보인다 따라서, 소신호에서의 불일치의 원인을 명백하게 하려고 한다. 본 논문에서는 전류모드제어를 위한 연속시간모델을 유도하는 다른 방안을 제시한다. 본 논문에서 제안한 전류모드제어모델과 기존의 전류모드제어모델과 모델링 방법의 차이점을 제시하고, 제안된 연속시간모델에 대한 타당성을 검증하기 위해 하드웨어실험과 PWM 블록의 모델에 샘플링효과를 포함하는 알고리즘을 제안하고, 전류루프이득을 시뮬레이션과 하드웨어 실험 결과와 비교, 검토하였다.