4.2 제어기 설계 및 근사화 분석의 검증
4.2.2 이중 출력
103
104
있다. 제어 대역폭의 경우 일반 소신호 분석 결과와 PSIM의 AC sweep
결과가 약 22.7 kHz, 21.8 kHz인 것에 비해 근사화를 통한 제어기 설계 시
약 23 kHz의 제어 대역폭을 가지는 것으로 나타났다. 단일 출력의 경우에
비해 오차가 적은데 이는 다른 출력단을 통해 vA가 제어되어 단일 출력에 비해 vA가 정 전압원에 더 가깝게 동작하기 때문이다. 또한, 제어기 설계의 중점이 되는 제어 대역폭과 이득 여유(Gain margin), 위상
여유(Phase margin)가 근사화 전후 거의 차이가 없으므로 근사화 과정이
타당함을 알 수있다.
Magnitude [dB]Phase [degree]
Frequency [Hz]
Bode Diagram
Gm=Inf, Pm=67 deg (at 22.7 kHz)
그림 4.17 일반 소신호 분석을 통한 전압 제어 루프(TvO1)의보드 선도.
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Magnitude [dB]Phase [degree]
Frequency [Hz]
Bode Diagram
Gm=Inf, Pm=67 deg (at 21.8 kHz)
그림 4.18 일반 소신호 분석을 통한 전압 제어 루프(TvO2)의보드 선도.
106
그림 4.19 근사화 기법을 적용한 소신호 분석을 통한 전압제어 루프 (TvO1_appx) 보드 선도.
-100 -50 0 50 100
Magnitude (dB)
100 101 102 103 104 105 106 107
-180 -135 -90 -45 0
Phase (deg)
Bode Diagram
Gm = Inf dB (at Inf Hz) , Pm = 67.1 deg (at 2.29e+04 Hz)
Frequency (Hz)
TvO1 appx
그림 4.20 근사화 기법을 적용한 소신호 분석을 통한 전압제어 루프 (TvO2_appx) 보드 선도.
-100 -50 0 50
Magnitude (dB)
101 102 103 104 105 106 107
-180 -135 -90 -45 0
Phase (deg)
Bode Diagram
Gm = Inf dB (at Inf Hz) , Pm = 67.1 deg (at 2.29e+04 Hz)
Frequency (Hz)
TvO2 appx
107 (a)
(b)
그림 4.21 PSIM의 AC sweep을이용한 출력전압제어 루프 보드선도, (a) TvO1, (b) TvO2.
108 4.2.2.2 vA제어
vA에 대한 제어 루프 이득을 비교해 보면 그림 4.22~그림 4.24와 같이
근사화 전/후로 출력 전압 제어 루프 이득이 거의 유사한 것을 확인할 수 있다. 제어 대역폭의 경우 일반 소신호 분석 결과와 PSIM의 AC sweep
결과가 약 4 kHz, 근사화 방법을 통한 결과가 약 3.9 kHz로 유사한 결과를
얻는 것을확인할 수있다.
Magnitude [dB]Phase [degree]
Frequency [Hz]
Bode Diagram
Gm=35 deg (at 15.5kHz), Pm=70 deg (at 4 kHz)
그림 4.22 일반 소신호 분석을 통한 전압 제어 루프(TvA_2)의 보드 선도.
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그림 4.23 근사화 기법을 적용한 소신호 분석을 통한 전압제어 루프 (TvA_appx2) 보드 선도.
그림 4.24 PSIM AC sweep을이용한 vA 제어루프 보드 선도.
-100 -50 0 50 100 150
Magnitude (dB)
10-1 100 101 102 103 104 105 106
-180 -135 -90 -45
Phase (deg)
Bode Diagram
Gm = -Inf dB (at 0 Hz) , Pm = 70.1 deg (at 3.94e+03 Hz)
Frequency (Hz)
TvA appx
110
제 5 장 실험 결과
제안하는 컨버터를 검증하기 위해 앞서 3장에서 설계한 하드웨어와
4장에서 설계한 제어기를 바탕으로 실험을 진행하였다. 제안하는 방식의
특장점을 보이기 위해 제안하는 시스템 이외에도 일반형 포워드 컨버터, 직렬형 컨버터 시스템을 추가로 구성하였으며 동등한 비교를 위해 동일한 능동 소자를 사용하였다. 이를 바탕으로 정상 상태 전압, 부하에 따른 효율, 제어 특성, 전압 리플, 수동 소자 등을 비교한다. 제안하는 시스템을 검증하기 위한 하드웨어의 전압 규제를 다음 표 5.1에정리하였다.