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다상 Interleaved Boost 컨버터의 단일 소프트 스위칭 셀 적용 방안 및 분석
이주승(Joo Seung Lee),황윤성(Yun Seong Hwang),강승현(Sung Hyun Kang),권만재(Man Jae Kwon),장은수(Eunsu Jang),이병국(Byoung Kuk Lee) 전력전자학회 2021 전력전자학술대회 논문집 Vol.2021 No.11
본 논문은 다상 Interleaved Boost 컨버터의 단일 소프트 스위칭 셀 적용 방안을 제안한다. 연료전지 (Fuel Cell)등 다양한 어플리케이션에 적용되는 다상 Interleaved Boost 컨버터의 소프트 스위칭 및 부피 저감을 위한 단일 소프트 스위칭 셀 구조를 제시하며, 정상 동작을 위한 각 구간의 수식 분석 및 적용 시 고려사항에 대해 논의한다. 또한 PSIM 시뮬레이션을 통해 다상 Interleaved Boost 시스템의 적용 가능성을 검토함으로써 제안하는 구조의 적합성을 검증한다.
가용 동작 주파수 범위를 고려한 FB-SRC 기반 IH 쿡탑 시스템의 전력 제어 방안
황윤성,이주승,강승현,권만재,장은수,이병국,Hwang, Yun-Seong,Lee, Joo-Seung,Kang, Seung-Hyun,Kwon, Man-Jae,Jang, Eunsu,Lee, Byoung-Kuk 전력전자학회 2022 전력전자학회지 Vol.27 No.3
The frequency power control method (FCM) which has a wide operating frequency range is adopted for induction heating (IH) cooktops. When FCM is applied to the full-bridge series resonant converter (FB-SRC) based IH system, high-frequency switching of the inverter is required compared to the half-bridge SRC (HB-SRC)-based IH system. Therefore, the switching loss of the inverter increases, and applying FCM under the condition that the inverter operating frequency range is limited is difficult. Therefore, this paper proposes a control strategy with the phase shift power control method considering that limited frequency conditions are presented. Loss analysis following the control method is performed through simulation and mathematical analysis. In addition, the validity of the proposed control strategy is verified by analyzing the heating performance following the control method through the test results of the 3,200[W] prototype.
전력 손실 및 승압비 저감을 위한 ZVT-PRC 기반 HDC의 제어 방안
강승현(Sung hyun Kang),이주승(Joo Seung Lee),황윤성(Yun Seong Hwang),권만재(Man Jae Kwon),장은수(Eun Su Jang),이병국(Byoung Kuk Lee) 전력전자학회 2021 전력전자학술대회 논문집 Vol.2021 No.11
본 논문은 ZVT-PRC 토폴로지의 전력 손실 및 승압비 저감을 위한 제어 방안을 제시한다. 부하 조건에 따라 스택 전압이 가변하는 수소 연료전지 어플리케이션에 ZVT-PRC 토폴로지를 적용한 대전력 DC-DC 컨버터가 적용될 경우 부하 조건에 의해 Duty가 수시로 가변되게 되며 각 동작 모드 유지 시간에 따른 전력 손실 차이가 크게 발생한다. 또한 부스트 구조로 이루어진 공진 셀 구조는 HDC의 승압비 증가 문제를 초래한다. 따라서 이를 해결하기 위한 제어 방안을 제시하며 5 [kW] 급 PSIM 시뮬레이션 및 실험 결과를 통해 제안한 제어 방안의 타당성을 검증한다.
보상 커패시터가 없는 All-Metal IH 구현을 위한 Full-Half Bridge 제어 방안
권만재(Man Jae Kwon),이주승(Joo Seung Lee),강승현(Seung Hyun Kang),황윤성(Yun Seong Hwang),장은수(Eunsu Jang),이병국(Byoung Kuk Lee) 전력전자학회 2021 전력전자학술대회 논문집 Vol.2021 No.11
본 논문에서는 공진 인덕터 및 공진 커패시터 절체 회로 없이 용기 재질에 무관한 가열이 가능한 All-Metal IH(Induction Heating) 시스템의 FB/HB (Full/Half-Bridge) 제어 방안을 제시한다. 단일 커패시터 및 워킹 코일 조건에서도 추가적인 전력 stage 없이 All-Metal IH 구현이 가능한 공진 네티워크 설계를 수행하고 용기 조건에 따른 등가 파라미터 및 토폴로지에 따른 분석 결과 기반의 FB/HB 제어 방안을 제안한다. PSIM 시뮬레이션을 통해 설계사항 및 제안한 제어 방법에 대한 동작 성능을 평가함으로써 이의 타당성을 검증한다.
가용 동작 주파수 범위를 고려한 FB-SRC 기반 IH 시스템의 전력 제어 방안
황윤성(Yun Seong Hwang),이주승(Joo Seung Lee),강승현(Seung Hyun Kang),권만재(Man Jae Kwon),장은수(Eunsu Jang),이병국(Byoung Kuk Lee) 전력전자학회 2021 전력전자학술대회 논문집 Vol.2021 No.11
본 논문에서는 IH (Induction Heating) 시스템의 가용 동작 주파수 범위를 고려한 전력 제어 방안을 제시한다. IH 시스템의 고밀도 설계를 위해 FB-SRC (Full Bridge-Series Resonant Converter) 토폴로지를 적용 시 상대적으로 높은 주파수 대역에서 동작해야 한다. 시장에 출시된 IH 시스템은 저가형 MCU (Microcontroller Unit)를 적용하므로 가용 주파수 범위가 제한될 수 있으나 제안하는 제어 방안을 적용 시 제한된 주파수 범위 내 유사한 가열 성능 및 유연한 전력 제어가 가능하다. 따라서 본 논문에서는 3.2 [kW] IH 시스템을 설계하고 시뮬레이션을 통해 제시한 제어 방안의 적용 가능성 및 타당성을 검증한다.