커뮤테이션 문제를 해결한 새로운 단상 PWM AC-AC 컨버터 = Novel Single-Phase PWM AC-AC Converters Solving Commutation Problem

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 커뮤테이션 문제를 해결한 새로운 PWM AC-AC 컨버터를 제안하였다. 제안한 컨버터는 스위칭 셀 구조와 결합인덕터를 사용 하여 회로의 암-단락, 개방 에도 문제없이 동작하며 스위치를 보호하기 위한 스너버 회로가 필요하지 않다. 승압형, 강압형, 승-강압형 세 개의 컨버터를 제안하였으며 역 회복 시간이 빠른 다이오드를 사용하여 높은 스위칭 주파수로 컨버터의 동작이 가능하므로 자기 소자들의 크기를 좀 더 작게 설계 할 수 있는 장점이 있다. 제안한 컨버터를 성능을 검증하기 위하여 200 W의 승압형 시제품을 제작 하여 실험 검증 하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper presents novel single-phase PWM AC-AC converters that can solve the commutation problem in single-phase direct PWM AC-AC converters without sensing the input voltage polarity. By using a basic switching cell structure and coupled inductors, the proposed AC-AC converters can be short-and open-circuited without damaging the switching devices. Neither lossy RC snubber nor dedicated soft commutation strategy is required in the proposed converter. By replacing the conventional phase-leg of the PWM AC-AC converters with the switching cell structure and the coupled inductor, three novel buck, boost, and buck-boost type PWM AC-AC converters are developed. The volume of the magnetic components can be further reduced by increasing switching frequency of the converter because very fast recovery diodes can be selected externally. In order to verify performance and robustness of the proposed converter, a 200 W boost type prototype converter was built and tested with both mismatched gate signals and highly distorted input voltage

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 기존 단상 AC-AC 컨버터의 문제점 2
• 2.1 단상 AC-AC 컨버터 2
• 2.2 커뮤테이션 문제 5
• Ⅲ. 제안한 단상 AC-AC 컨버터 8
• 3.1 스위칭 셀 구조 8
• 3.2 제안한 단상 AC-AC 컨버터 구조 10
• 3.3 동작 원리 14
• 3.4 모드 분석 19
• Ⅳ. 인덕터 24
• 4.1 인덕터 전류리플 분석 24
• 4.2 결합 인덕터의 포화문제 27
• Ⅴ. 실험 29
• 5.1 실험 환경 29
• 5.2 실험 결과 31
• Ⅵ. 결론 42
• 참고 문헌 43
• Abstract 45