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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김희준
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 한양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수8
이 논문의 연구 히스토리 (9)
2019
2018
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본 논문은 싱글-엔디드 공진형 인버터의 고효율 및 고신뢰성 동작을 위한 특성제어에 관한 연구로서, 경부하 시 하드 스위칭 동작에 의한 효율저하 문제를 개선할 수 있는 최적 스위칭 변조방법을 제안하였으며 무부하, 비정상부하, 전원전압의 변동 및 왜란 시 야기되는 공진전압 상승에 의한 스위칭 소자의 소손을 방지할 수 있는 새로운 부하검출 및 공진전압 제어 방법을 제안하였다.
제안하는 스위칭 변조방법은 하드 스위칭 시 스위치 양단전압이 최소가 되는 시점을 예측하여 스위칭 소자를 턴 온 시킴으로써 스위칭 손실을 최소화 시킬 수 있는 고효율 스위칭 방법이다. 또한 이는 공진전압의 주기 및 진폭의 변화에도 적응적이며 중부하 시에는 소프트 스위칭 동작이 가능한 최적 스위칭 변조방법이다.
제안하는 부하검출 방법은 기동 시의 경우에는 종래의 단 펄스 방식과 달리 연속펄스로 구동하여 검출되는 입력 전원전류의 실효치와 스위치 양단전압의 최대치를 통해 부하의 유무를 판정하는 알고리즘을 적용하고, 동작 중의 경우에는 소비전력의 오차를 이용하여 부하의 유무를 판정하는 알고리즘을 적용함으로써 전원전압의 변동 및 왜란에도 부하검출의 신뢰성을 높일 수 있다.
공진전압이 비정상적으로 상승하게 되는 경우 스위칭 소자 보호를 위해 인버터 동작을 셧-다운시키는 방식은 가열특성이 저하되므로 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 워킹코일에 흐르는 전류의 최대치를 제한함으로써 공진전압의 크기를 제어할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안하는 공진전압 제어 방법은 간단한 하드웨어로도 구현이 가능하며 MCU를 이용하는 경우에는 센서리스 제어도 가능하다.
본 논문에서 제안한 제반 방법들의 유용성을 검증하기 위해 1.35[kW] 싱글-엔디드 공진형 인버터를 제작하였고, 이를 가정용 유도가열 전기밥솥에 적용한 실험을 수행하였다. 실험결과를 통해 제안하는 최적 스위칭 변조방법, 초기 기동 및 동작 중 부하검출 방법, 그리고 공진전압 제어 방법의 유용성을 확인하였다.
제안하는 스위칭 변조방법은 하드 스위칭 시 스위치 양단전압이 최소가 되는 시점을 예측하여 스위칭 소자를 턴 온 시킴으로써 스위칭 손실을 최소화 시킬 수 있는 고효율 스위칭 방법이다. 또한 이는 공진전압의 주기 및 진폭의 변화에도 적응적이며 중부하 시에는 소프트 스위칭 동작이 가능한 최적 스위칭 변조방법이다.
제안하는 부하검출 방법은 기동 시의 경우에는 종래의 단 펄스 방식과 달리 연속펄스로 구동하여 검출되는 입력 전원전류의 실효치와 스위치 양단전압의 최대치를 통해 부하의 유무를 판정하는 알고리즘을 적용하고, 동작 중의 경우에는 소비전력의 오차를 이용하여 부하의 유무를 판정하는 알고리즘을 적용함으로써 전원전압의 변동 및 왜란에도 부하검출의 신뢰성을 높일 수 있다.
공진전압이 비정상적으로 상승하게 되는 경우 스위칭 소자 보호를 위해 인버터 동작을 셧-다운시키는 방식은 가열특성이 저하되므로 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 워킹코일에 흐르는 전류의 최대치를 제한함으로써 공진전압의 크기를 제어할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안하는 공진전압 제어 방법은 간단한 하드웨어로도 구현이 가능하며 MCU를 이용하는 경우에는 센서리스 제어도 가능하다.
본 논문에서 제안한 제반 방법들의 유용성을 검증하기 위해 1.35[kW] 싱글-엔디드 공진형 인버터를 제작하였고, 이를 가정용 유도가열 전기밥솥에 적용한 실험을 수행하였다. 실험결과를 통해 제안하는 최적 스위칭 변조방법, 초기 기동 및 동작 중 부하검출 방법, 그리고 공진전압 제어 방법의 유용성을 확인하였다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구 배경 11.2 연구 목적 및 내용 61.3 논문의 구성 8제 2 장 유도가열 조리기 92.1 유도가열 92.1.1 유도가열의 원리 92.1.2 유도가열 부하의 등가모델 122.2 가정용 유도가열 조리기 162.3 유도가열 조리기용 전력변환기 182.3.1 풀 브리지 공진형 인버터 192.3.2 하프 브리지 공진형 인버터 212.3.3 싱글-엔디드 공진형 인버터 23제 3 장 싱글-엔디드 공진형 인버터의 고효율 및 고신뢰성 동작을 위한 특성제어 263.1 유도가열 조리기용 싱글-엔디드 공진형 인버터 해석 263.1.1 모드 해석 263.1.2 공진 전압, 전류 해석 313.2 최적 스위칭 변조방법 383.3 부하검출 방법 453.3.1 초기 기동 시 부하검출 513.3.2 동작 중 부하검출 593.4 공진전압 제어 방법 633.4.1 하드웨어에 의한 공진전압 제어 633.4.2 센서리스 공진전압 제어 65제 4 장 실험결과 684.1 시스템 구성 684.2 실험결과 및 고찰 724.2.1 최적 스위칭 변조 실험 744.2.2 부하검출 실험 804.2.3 공진전압 제어 실험 84제 5 장 결 론 98참고문헌 101Abstract 113
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