히스테리시스 방식 PWM 제어기법에 의한 AC/DC 컨버터의 특성 해석 = Analysis of AD/DC Converter by the PWM Control Strategy with Hysteresis Method

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 산업 현장이나 가정용 기기 등에 광범위하게 사용되고 있는 AC/DC 컨버터의 제어에 관해 언급하고 있다.
AC/DC 전력 변환 장치로는 지금까지 주로 다이오드 정류기나 위상 제어되는 정류기들이 사용되어 왔는데, 이러한 컨버터는 입력 선전류의 파형에 많은 고조파 성분이 포함되어 있어서 입력 전압전 파형을 왜곡시키고 입력 역률도 저하시키고 있다.
따라서 본 논문에서는 자기 소호 능력을 가지고 있는 새로운 전력용 반도체 소자를 사용한 스위칭 모드 PWM 승압형 컨버터를 사용하여 기존의 정류기에서 나타나는 문제점들을 해결하고, 입력 역률 및 파형을 개선하기 위한 제어 방법에 대해 고찰하였다.
그리고 전류 제어되는 단상 및 3상 전압원 컨버터의 제어 방법을 제안하였다. 단상 컨버터는 고정된 대역을 갖는 히스테리시스 제어 방법과 대역폭이 가변되는 히스테리시스 전류 제어 방법으로 제어되고, 3상 컨버터는 예측 전류 제어 방법으로 제어된다. 그리고 이러한 제어 방법을 적용한 컨버터의 입력 전류의 파형은 거의 정현파에 가깝고 역률도 거의 1로 나타나고 있다는 것을 이론적인 해석과 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 입증하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper describes to control system for AC to DC converter which has been widely used to power source in industrial factory and domestics. Up to now, AC to DC power converters have been dominated by uncontrolled or line-commutated phase-controlled rectifiers. However, the waveforms for this type of converters are nonsinusoidal and contain certain harmonics. Therefore, these are produce distorted currents in the AC source. Such harmonic components may have unwanted effects on the AC system caused interference with adjacent equipment. And Input power factor is also influenced by harmonics of the line current. So, this paper proposes a current-controlled PWM rectifier, using fixed and variable band hysteresis current control method, to single-phase and three-phase voltage source converter.
The results of circuit analysis and computer simulation are presented that they are capable of delivering nearly sinusoidal current waveforms with unity power factor, and have a low output voltage ripple. Moreover, it exhibits fast transient response to the load voltage variations.

목차 (Table of Contents)

• 요약 = ⅰ
• 목차 = ⅱ
• 표목차 = ⅳ
• 그림목차 = ⅴ
• 기호 = ⅵ
• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 단상 PWM 승압형 컨버터 = 4
• 2-1 단상 승압형 컨버터의 회로 방식 = 4
• 2-2 풀 브리지형 컨버터의 동작 원리 = 7
• 2-2-1 모드 1 = 9
• 2-2-2 모드 2 = 10
• 2-2-3 모드 3 = 12
• 2-2-4 모드 4 = 13
• 2-3 단상 승압형 컨버터의 입력 전류 및 출력 전압 제어 = 15
• 2-4 단상 PWM 컨버터의 제어 방법 = 19
• 2-4-1 고정된 대역 히스테리시스 전류 제어 = 19
• 2-4-2 가변 대역 히스테리시스 전류 제어 = 26
• (1) 정현적인 대역 히스테리시스 전류 제어 = 26
• (2) 일정한 스위칭 주파수로 동작되는 가변 대역 히스테리시스 전류 제어 방법 = 29
• Ⅲ. 3상 PWM 승압형 컨버터 = 35
• 3-1 3상 PWM 컨버터의 동작 원리 = 35
• 3-2 3상 PWM 컨버터의 제어 방법 = 38
• 3-3 시뮬레이션 결과 = 42
• Ⅳ. 결론 = 46
• 참고문헌 = 47
• Abstract = 50