• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권12호
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• pp.231-238
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• 2023

부스트 PFC (Power Factor Correction)컨버터는 AC 입력 전류의 단일 역률과 낮은 THD (Total Harmonic Distortion)를 달성하기 위해 다양한 제어기법들이 연구되고 있다. 그중 인덕터 전류의 평균값을 전류지령에 추종하도록 제어하는 평균전류 모드 제어가 있으며 가장 널리 사용되고 있다. 하지만, 오늘날 디지털 프로세서의 발달로 고도화된 디지털 제어가 가능해지면서 부스트 PFC 컨버터의 예측제어가 관심을 받고 있다. 예측제어에는 예측 알고리즘으로 듀티를 미리 생성하는 예측전류 모드 제어 및 모델을 기반으로 한 비용함수를 선정하여 스위칭 동작을 하는 모델예측제어로 분류된다. 따라서 본 논문에서는 부스트 PFC 컨버터의 평균전류 모드 제어, 예측전류 모드 제어, 모델예측 전류 제어를 간단히 설명한다. 또한, 시뮬레이션을 통해 전체 부하 및 다양한 외란 조건에서의 전류 제어를 비교 분석한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.219-225
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• 2005

본 논문에서는 평균전류모드제어를 이용하는 컨버터의 전류응답을 예측할 수 있는 새로운 이산시간 소신호 모델을 구한다. 평균전류모드제어는 최대전류모드제어와 달리 전류제어를 위해 복잡한 보상기 회로를 사용하므로 컨버터의 동작 특성 해석이 어렵다. 평균전류모드제어를 사용하는 컨버터의 소신호 전류응답을 예측하기 위해 샘플러모델을 제안하고, 이 모델로부터 새로운 이산시간 소신호 모델을 구한다. 제안된 방식은 기존 방식과 달리 복잡한 형태의 보상기를 사용하는 컨버터에도 적용 가능하다. 제안한 새로운 이산시간 소신호 모델을 이용한 예측 결과를 스위칭 모델 시뮬레이션 프로그램인 PSIM을 이용한 시뮬레이션 결과 및 실험결과와 비교하여 제안한 새로운 이산시간 소신호 모델의 우수성을 보인다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.185-186
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• 2018

모델 예측전류제어 과정에서 공통모드전압을 저감 하기 위한 기존연구방안들이 제시되어 왔지만 두 상의 스위치 함수가 변동하는 데드 타임 구간이나 영 전압벡터 두 가지를 모두 저감시키지는 못하였다. 본 논문에서 제안한 모델예측전류제어는 영 전압벡터와 데드 타임에서의 공통모드전압을 고려하여 H8 인버터시스템에서 공통모드전압을 저감하였을 뿐만 아니라 영 전압 벡터 사용으로 인한 THD도 개선하였다. 모델예측전류제어를 적용한 H8 인버터 시스템의 공통모드전압의 저감과 출력전류 THD 개선을 시뮬레이션을 통해 증명하였다.

• 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

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2005년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.442-444
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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 이용함으로써 쉽게 해결할 수 있으며, 시스템의 안정성을 결정하는 고주파 영역에서의 주파수 응답 특성을 제안한 모델이 우수한 성능으로 예측 가능함을 보인다.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.64-69
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• 2003

전류모드 제어시 전류루프에는 표본화 효과에 의해 저주파 모델로는 예측하기 어려운 고주파 성분이 존재한다. 본 논문에서는 영전압 스위칭 하프 브리지 컨버터의 정상상태에서의 출력전압 관계식을 구한다 또 이를 바탕으로 전류모드로 제어할 때 전류루프에 존재하는 표본화 효과를 고려하여 저주파 소신호 모델이 예측하기 어려운 고주파 성분의 특성을 표본화 이득을 통하여 더욱 정확히 예측할 수 있는 방법을 제시한다.

• 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.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.279-280
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• 2014

이 논문에서는 단상 디지털 역률 제어 보상 기법(PFC)을 제안한다. 제안된 방법은 인덕터 전류의 첨두값을 예측하고 기울기 보상 방법을 적용하여 제어기 출력을 생성함으로써 인덕터 전류의 첨두값을 제한하고, 스위칭 한 주기 안에 연속 도통 모드(CCM)과 불연속 도통 모드(DCM) 전류 제어를 완료한다. 따라서 기존 디지털 평균 전류 제어기에서 문제시 되었던 DCM-CCM 변환구간 즉 경계 도통 모드(BCM)에서 입력 전류 왜곡을 저감하였다. 제안된 제어기법의 유효성은 입력 전압 230Vac, 출력 전압 400V, 출력 750W급의 시제품 실험을 통해 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.27-28
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• 2012

본 논문에서는 수퍼커패시터 에너지 저장장치의 동작을 예측할 수 있는 시뮬레이터를 구현하고 실험하였으며, 수퍼커패시터 시뮬레이터의 동작 및 제어 방법에 대하여 서술한다. 수퍼커패시터는 수초에서 수분 내의 동작 시간을 가지고 있기에 수퍼커패시터의 충전 또는 방전 동작은 빠른 시간에 이루어지게 된다. 충 방전 수행에 따라 증감되는 수퍼커패시터의 전압을 예측하여 제어하는 수퍼커패시터 시뮬레이터를 제안한다. 수퍼커패시터 시뮬레이터 동작은 대기모드인 CV모드와 충 방전모드인 SC모드로 구분된다. CV모드에서는 충 방전모드가 수행되지 않기에 수퍼커패시터 시뮬레이터가 대기하고 있는 상태이고, SC모드에서는 충 방전 동작이 수행됨에 따라 수퍼커패시터의 전압이 변화되는데 증감되는 전압의 크기를 제어하는 알고리즘이 필요하다. 충 방전 시 발생하는 DC 전류를 측정하여 계산과정을 통해 수퍼커패시터에서 변화되는 전압을 예측하여 SC모드에서 충 방전이 안정적으로 동작함을 실험을 통해 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제29권6호
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• pp.143-151
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• 2024

본 논문은 부스트 PFC (Power Factor Correction) 컨버터의 경부하시, 컨버터의 인덕터 전류 왜곡을 수학적으로 분석하고 원인을 정의한다. 경부하시 평균 전류 모드제어에서 인덕터 전류가 불연속적으로 도통하게 되어 부정확한 인덕터 전류 평균값이 전류 제어에 반영된다. 예측 전류 모드제어에서는 인덕터 전류에 비해 전류 리플이 상대적으로 커져 전류 왜곡이 심해진다. 또한 모델 예측 전류제어의 경우 인덕터 전류의 첨두치 부근에서 스위치가 OFF된다. 인덕터 전류 왜곡은 total harmonic distortion 증가와 역률 감소를 유발하기 때문에 반드시 해결되어야 한다. 본 논문은 수학적 분석을 기반으로 부스트 PFC 컨버터의 경부하시 전류 왜곡을 완화할 수 있는 설계 절차를 선정한다. 마지막으로 hardware-in-the-loop simulation을 사용하여 경부하시 제어 방법들을 비교분석했다.