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넓은 부하 범위에서 전압 추종형 제어에 의한 고역률 부스트 컨버터의 설계와 분석
이성백 광운대학교 신기술연구소 1999 신기술연구소논문집 Vol.28 No.-
본 논문에서는 넓은 부하 범위를 가지는 전압 추종 제어에 의한 고역를 부스트 컨버터를 제시하였다. 제시 한 컨버터는 저전력 스위칭 모드 전원(SMPS)에 적용이 용이하고 1에 가까운 역률을 갖는다. 제시한 컨버터에서 스위칭 주기의 온 구간은 주어진 입출력 조건하에서 출력 전압 오차 값에 의해 결정되고, 오프 구간은 영전류 스위칭에 의해 전류의 하강 시간으로 결정된다. 그 결과, 입력 전류가 입력 전압을 추종하는 전압 추종형 제어를 한다. 일반적인 전류 제어 방식에 비해 전압 추종형 제어 방식은 궤환되는 파라미터가 적기 때문에 간단한 구조의 제어 회로, 제어의 용이함 그리고 높은 신뢰도의 장점을 갖는다. 컨버터를 이용한 능동 역률 보정은 소자 파괴의 위험을 저감시킬 수 있고, 또한 높은 전력 이용률을 갖게 된다. 본 논문에서는 제안한 컨버터의 설계를 위하여 동작 특성의 세부적인 분석과 실제 설계상의 문제를 고려한 컨버터 구현에 중점을 두었다. 실험은 입력 전압 80[V_AC]∼130[V_AC], 최대 출력 100[W]그리고 출력 전압 200[V_DC]의 조건하에서 이루어졌다. 고정 부하 가변 입력조건과 고정 입력 가변 부하조간에서 역률 보정과 출력이 일정하게 유지됨을 확인하였다. In this paper, the high power factor boost converter controlled by voltage-follower mode was proposed in the wide range of load. The proposed converter is useful in SMPS applications and the PF(Power Factor) is nearly unity. The on- time and the off-time of switching period are determined by the output of error amplifier and the falling time of the current by zero current switching respectively. As a result, the voltage~follower control by which Input current tracks input voltage is performed. Since it bas a few feedback parameters, the voltage-followe control mode has advantages of more simple structure in control circuit, easier control and higher fidelity than general current control mode. The active PFC using converter has less danger of element failure and higher utilization of power In design of the proposed converter, we emphasize analysis of the operation characteristics and practical implementation of the converter. The experimental system is tested in the conditions of 80 ∼ 130[V_ac]in input voltage, 100[W]in maximum output power and 200 [V_DC]in output voltage. We confirmed that the power factor correction and voltage was fixed in the conditions of variable load during fixed input voltage.
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