• 제목/요약/키워드: PFC converter

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DSP를 이용한 비용 절감형 메탈할라이드 램프용 전자식 안정기 (The Cost-effective Eletronic ballast for Metal halide Lamp using DSP)

  • 한상수
    • 전자공학회논문지
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    • 제54권4호
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    • pp.108-112
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    • 2017
  • 고 휘도 방전 램프는 높은 광 효율이 요구되는 다양한 조명 환경에 많이 사용된다. 특히 메탈할라이드 램프용 조명 램프의 경우 램프 안정기의 크기는 매우 중요한 요소이며 작으면 작을수록 좋다. 메탈할라이드 램프용 전자식 안정기는 전자기식 안정기에 비하여 에너지 효율과 크기 그리고 조명기의 무게 등의 측면에서 성능이 우수하다. 본 논문에서는 DSP를 이용하여 고효율, 소형 및 경량화가 가능하고 비용이 절감되고 역률이 높은 전자식 안정기를 제시하였다. 제시한 전자식 안정기는 다이오드 정류기와 역률 보상 제어 부스트 컨버터 그리고 하프 브릿지 인버터로 구성하였고 역율 보상 알고리즘과 안정기 제어 알고리즘은 TI사의 TMS320LF2406 CPU를 사용하여 구현하였고 실험을 통해 제시한 안정기의 유용성과 타당성을 검증하였다.

승압형 컨버터를 이용한 SRM의 구동시스템 역률개선 (Power Factor Correction of Switched Reluctance Motor Drive System using Boost Converter)

  • 윤용호;김재문;이태원;김학성;원충연
    • 전력전자학회논문지
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    • 제10권3호
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    • pp.211-218
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    • 2005
  • SRM은 간단하면서 견고한 전동기 구조. 넓은 속도범위에 걸쳐 고효율, 탁월한 제어성능 등을 가지고 있다. 그러나 SRM의 전원부에는 일반적으로 다이오드 정류기를 사용하고 정류기의 출력단에 평활용 커패시터를 사용한다. 따라서 입력전류 파형은 폭이 좁은 펄스형태의 전류를 발생하게 되며 많은 고조파의 성분을 포함하여 제어시스템의 오동작을 발생하게 되는 원인이 된다. 본 논문에서는 energy-efficient C-dump 컨버터의 입력 전원부에 승압형 컨버터를 연결하여 고조파 성분을 저감하여 역률을 개선하는 구동시스템에 관하여 연구하였다. SRM제어를 위해 저 가격의 원칩 80C196KC와 각도제어를 위해 EPROM을 이용하였다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 시스템의 역률 개선을 확인하였다.

주파수 가변 동기 정류기를 이용한 고효율 MHD 램프 안정기 (A High Efficiency MHD Lamp Ballast with a Frequency Controlled Synchronous Rectifier)

  • 현병철;이인규;조보형
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.71-75
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    • 2004
  • In this paper, in order to develop a simple and high efficient ballast without an external igniter, a half-bridge type ballast with a coupled inductor and a frequency controlled synchronous rectifier is proposed. The internal LC resonance of the buck converter is used In generate a high voltage pulse for the ignition, and the coupled inductor filter is used for steady state ripple cancellation. Also, a synchronous buck converter is applied for the DC/DC converter stage. In order to improve the efficiency of the ballast, a frequency control method is proposed. This scheme reduces a circulation current and turn off loss of the MOSFET switch on the constant power operation, which results in increase of the efficiency of the ballast system about $4\%$, compared to a fixed frequency control. It consists a 2-stage version ballast with a PFC circuit. The results are verified with hardware experiments.

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Improvement of LCC-HVDC Input-Output Characteristics using a VSC-MMC Structure

  • Kim, Soo-Yeon;Park, Seong-Mi;Park, Sung-Jun;Kim, Chun-Sung
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제24권4_1호
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    • pp.377-385
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    • 2021
  • High voltage direct current(HVDC) systems has been an alternative method of a power transmission to replace high voltage alternate current(HVAC), which is a traditional AC transmission method. Due to technical limitations, Line commutate converter HVDC(LCC-HVDC) was mainly used. However, result from many structural problems of LCC-HVDC, the voltage source converter HVDC(VSC-HVDC) are studied and applied recently. In this paper, after analyzing the reactive power and output voltage ripple, which are the main problems of LCC-HVDC, the characteristics of each HVDC are summarized. Based on this result, a new LCC-HVDC structure is proposed by combining LCC-HVDC with the MMC structure, which is a representative VSC-HVDC topology. The proposed structure generates lower reactive power than the conventional method, and greatly reduces the 12th harmonic, a major component of output voltage ripple. In addition, it can be easily applied to the already installed LCC-HVDC. When the proposed method is applied, the control of the reactive power compensator becomes unnecessary, and there is an advantage that the cut-off frequency of the output DC filter can be designed smaller. The validity of the proposed LCC-HVDC is verified through simulation and experiments.

빠른 동적 응답특성의 병렬-직렬 구조형 AD-DC 컨버터 (A parallel-series type AC-DC converter with a fast dynamic response)

  • 채수용;현병철;김우섭;신종원;조보형
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.49-51
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    • 2008
  • 본 논문은 중용량급 전원회로의 구성을 간략화 할 수 있는 절연형 AC-DC 컨버터의 구조와 그 제어 방법을 제안한다. 제안하는 회로의 구조는 병렬 전력 처리를 기반으로 한다. 병렬 모듈의 기능을 각각 AC 입력 전류의 위상을 제어하는 역률개선(PFC) 기능과, 콘덴서에 저장된 에너지를 이용하여 DC 전압을 생성하는 DC-DC 컨버터의 기능으로 분리한다. 병렬 모듈의 최종 출력단을 서로 직렬 연결하여, PFC 모듈이 생성한 전압과 DC-DC 컨버터 모듈이 생성한 전압을 서로 더해서 출력하는 구조이다. 이러한 구조를 통해서 기존의 병렬형 AC-DC 컨버터에 대비하여 반도체 소자의 내압을 감소시킬 수 있고, 최종 DC 전압의 동작응답특성 향상이 가능하다. 회로의 동작모드 분석이 실시되었고, 제어기 구현 방법이 제시되었다. 제안된 구조는 PDP 전원회로에의 응용을 위해서 400W(출력전압-200V, 출력전류-2A)급 실험용 회로를 구현하여 동작검증을 실시하였다.

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전압 스트레스 저감을 위한 새로운 조명용 LED 조명 회로 (New LED Driver Circuit to Reduce Voltage Stress)

  • 박규민;이광일;홍성수;한상규;노정욱
    • 전력전자학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.243-250
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    • 2009
  • 본 논문은 조명용 LED 구동 장치를 위한 새로운 방식의 Two-stage LED 구동 회로를 제안한다. 제안된 회로는 PFC flyback 회로의 다중 출력을 이용하여 LED 양단에 전압을 인가하여 LED 구동 회로의 출력 전압을 획기적으로 낮출 수 있어 LED 구동 회로에 사용되는 반도체 소자의 전압 스트레스를 크게 줄일 수 있다. 제안된 회로는Universal input에서 25 [W] 이상 조명 장치에 적용되는 IEC 61000-3-2 class C 규제를 만족하고, PWM 디밍을 사용하여 넓은 범위의 휘도 조절이 가능하다. 본 논문에서는 제안 회로의 동작 원리를 설명하고, 시뮬레이션 및 LED에 실제 적용 실험하여 제안 회로의 유용성을 입증하였다.

역률 개선을 위한 준 단일 전력단 AC/DC 컨버터 (Quasi-Single Stage Power Factor Correction AC/DC Converter)

  • 권두일;한상규;노정욱;홍성수;사공석진;최흥균;이효범
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2007년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.182-184
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    • 2007
  • 본 논문에서는 2단 AC/DC 컨버터와 단일단 AC/DC 컨버터가 가지고 있는 단점들을 개선 할 수 있는 새로운 준 단일 전력단 컨버터를 제안한다. DC/DC 단으로는 동적 특성이 좋은 LLC 컨버터를 채용하여 별도의 제어기 없이 고정 주파수 및 고정 Duty(50%) 발생기에 의해 Open Loop로 구동 시킴으로써 저가격화 및 고효율화를 획득 할 수 있다. 또한 역률개선단은 Boost 컨버터를 채용하고 간단한 제어기 1개를 사용하여 역률 개선과 동시에 DC/DC 단의 최종출력을 제어한다. 기존 2단 PFC 컨버터와는 다르게 PFC 링크전압을 Feedback 하지 않고 DC/DC 단의 최종 출력을 Feedback 하여 제어한다. 제안된 회로의 우수성 검증을 위해 600W급 시작품을 이용한 실험 결과를 제시한다.

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Y결선 정류기를 이용한 3상 인터리브드 LLC 공진형 컨버터의 출력전류리플 밸런싱 (Output Current Ripple Balancing for Three Phase Interleaved LLC Resonant Converter Using a Y-connection Rectifier)

  • 안기정;정지훈;김호성;류명효;백주원;김인동
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.377-378
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    • 2012
  • DC-DC 컨버터를 인터리브 방식으로 제어하면 출력 전류 리플이 저감되고, 출력 필터 커패시터의 용량을 줄일 수 있다. 하지만 공진(Resonance)을 통해 전력을 전달하는 LLC 공진형 컨버터의 경우 회로를 구성하는 공진 인덕터 및 공진 커패시터의 오차(Tolerance)로 인해 출력 전류 리플의 언밸런스가 심화될 수 있다. 따라서 이를 개선할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 Y결선 정류기를 이용한 3상 인터리브드 LLC 공진형 컨버터의 출력 전류 리플 밸런싱 방법을 제안한다. 제안된 방법은 3상 인터리브드 LLC 공진형 컨버터와 각 LLC 공진형 컨버터 앞단의 Bridgeless PFC가 독립적으로 추가되어 회로가 구성된다. 3상 인터리브드 LLC 공진형 컨버터는 분할된 위상으로 비독립적으로 제어하며 출력 전류 리플의 언밸런스를 Bridgeless PFC의 출력 전압을 가변함으로써 개선할 수 있는 방법을 제안하고 이를 시뮬레이션(PSIM)을 통해 제안된 밸런싱 방법을 검증하였다.

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충전기 겸용 스위치드 릴럭턴스 전동기의 제로토크제어 (Zero Torque Control of Switched Reluctance Motor for Integral Charging)

  • 라쉬디;나마찌;세헤이안;이동희;안진우
    • 전기학회논문지
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    • 제66권2호
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    • pp.328-338
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    • 2017
  • In this paper, a zero torque control scheme adopting current sharing function (CSF) used in integrated Switched Reluctance Motor (SRM) drive with DC battery charger is proposed. The proposed control scheme is able to achieve the keeping position (KP), zero torque (ZT) and power factor correction (PFC) at the same time with a simple novel current sharing function algorithm. The proposed CSF makes the proper reference for each phase windings of SRM to satisfy the total charging current of the battery with zero torque output to hold still position with power factor correction, and the copper loss minimization during of battery charging is also achieved during this process. Based on these, CSFs can be used without any recalculation of the optimal current at every sampling time. In this proposed integrated battery charger system, the cost effective, volume and weight reduction and power enlargement is realized by function multiplexing of the motor winding and asymmetric SR converter. By using the phase winding as large inductors for charging process, and taking the asymmetric SR converter as an interleaved converter with boost mode operation, the EV can be charged effectively and successfully with minimum integral system. In this integral system, there is a position sliding mode controller used to overcome any uncertainty such as mutual inductance or DC offset current sensor. Power factor correction and voltage adaption are obtained with three-phase buck type converter (or current source rectifier) that is cascaded with conventional SRM, one for wide input and output voltage range. The practicability is validated by the simulation and experimental results by using a laboratory 3-hp SRM setup based on TI TMS320F28335 platform.

항공기 장착 유도탄의 KW급 전력변환장치 설계와 정류방식에 따른 연구 (A Study on the Design and Rectification Method of a KW class Power Converter Unit for an Aircraft Mounted Guided Missile)

  • 김형재;정재원;이동현;김길훈;문미연
    • 한국항행학회논문지
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    • 제26권2호
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    • pp.99-104
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    • 2022
  • 최근 국내에서도 항공기 플랫폼을 기반으로 한 무기체계 수요는 점진적으로 증가 추세이다. 특히 지상 요격 용도로 항공기에 장착되어 발사 후 수백 킬로미터를 순항한 뒤 표적에 침투하는 유도탄의 수요가 높지만 개발 초기단계이며 그에 따른 연구와 자료 역시 제한적이다. 본 논문은 항공기 플랫폼에 장착 할 공대지 유도탄의 전력변환장치(PCU)에 대한 연구이며 항공기와 유도탄 간 인터페이스인 MIL-STD-1760 기반, 배꼽 연결기의 특성과 구조 그리고 항공기와 전기적 연동 체계에 대해 확인한다. 또한 주요 기능인 유도탄 구성품에 전원을 공급해주는 전력변환장치 설계 사양을 언급하였고, 항공기 장착 상태에서 유도탄 전원 입력 조건이 되는 3상 교류 입력을 모의하여 PFC를 이용한 정류 방식과 브릿지 정류회로를 이용한 정류 방식 결과를 비교 하였다. 이는 추후 개발 될 항공기 장착 무기 체계의 전력변환장치 설계 기초 자료로 사용 될 수 있을 것이다.