스위치드 커패시터 구조기반 직류전원 내장형 Quasi Z-소스 인버터 해석 :Analysis of DC voltage source embedded Quasi Z-source inverters based on switched-capacitor structure

이재원

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이재원 (울산대학교, 울산대학교 대학원)

지도교수: 전태원

발행연도: 2017

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

스위치드 커패시터 구조기반 직류전원 내장형 Quasi Z-소스 인버터 해석

이재원 전기전자컴퓨터공학 2017.01 학위논문

2016

내장형 스위치드 커패시터 Quasi-Z-소스 인버터

이재원 , 현지석 , 전태원 외 2명 전력전자학회 학술대회 논문집 2016.11 학술대회자료

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2003년 미시건 주립대학교의 팽 교수는 인버터의 스위칭 패턴을 제어하여 출력전압을 승압 또는 감압할 수 있고 데드타임이 필요치 않은 기존 인버터의 문제점을 보완한 Z-소스 인버터를 제안하였다. PWM인버터는 다양한 형태로 산업현장의 정밀제어 부분을 비롯한 의료장비, 운동기구 등 다양한 분야에 광범위하게 활용되고 있다. 그러나 기존의 인버터는 교류 출력전압이 직류 입력 전압보다 낮아 입력전압을 승압하는 회로가 필요하다. 이러한 단점을 극복하기 위해 암단락 상태를 적용한 Quasi Z-소스인버터(qZSI)를 도입하였다. qZSI는 입력전류가 연속이고 커패시터의 전압스트레스가 낮기 때문에 태양광 발전 시스템에 적용할 수 있다. 그러나 qZSI는 현실적인 전압 부스트율이 제한되어 있기 때문에 높은 전압이득을 필요로 하는 응용분야에 적용하기 어렵다.

본 논문에서 전원 내장형 기술은 Active Switched-Capacitor qZSI(ASC-qZSI)에 적용된다. Active Switched-Capacitor DC Voltage Source Embedded qZSI (ASC-EqZSI)로 명명된 스위치드 커패시터 구조를 기반으로 한 전압 내장형Quasi Z-소스인버터를 제시한다.
ASC-EqZSI에서 직류 입력전원은 ASC-qZSI의 임피던스 네트워크 내로 이동시킨 구조로 추가 구성요소 없이 임베디드 기술을 이용하여 부스트율을 올릴 수 있다. PSIM을 이용한 시뮬레이션과 DSP를 사용한 실험을 통해 제안된 방법의 타당성을 검증한다.

#Quasi Z-source Inverter

1. 서 론 1
2. 기존 임피던스 네트워크를 사용한 회로 소개 3
2-1. 기본 Z-소스 인버터 구조 와 동작원리 3
2-2. Quasi Z-소스 인버터 구조 및 동작 특성 7
2-2-1. 활성상태 모드 8
2-2-1A. 다이오드가 온상태의 경우 9
2-2-3B. 다이오드가 오프상태의 경우 9
2-2-2. 재로상태모드 11
2-3-3. 암단락 상태모드 12
2-3. 암단락시간 제어를 위한 PWM기법 12
2-4. Switched-Inductor-qZSI(SL-qZSI) 회로구조 14
3. Active Switched-Capacitor-qZSI의 동작 16
3-1. 암단락 상태모드 17
3-2. 비 암단락 상태모드 17
4. 제안한 직류전원 내장형 QZSI-EqZSI의 동작 20
4-1. 암단락 상태모드 20
4-2. 활성화 상태모드 21
4-3. 직류전원 내장형 ASC-EqZSI의 성능 비교 25
4-3-1. 전압증폭율 비교 25
4-3-2. 부품의 비교 25
4-3-3. 전압스트레스 비교 26
4-3-4. 직류전원 내장형 ASC-EqZSI의 참고 사항 27
5. 시뮬레이션 및 실험결과 28
5-1. 직류전원 내장형 ASC-EqZSI 시뮬레이션 결과 28
5-2. 직류전원 내장형 ASC-EqZSI 실험결과 30
6. 결 론 34
참 고 문 헌 35
ABSTRACT 38

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