분산전원을 위한 계통연계형 인버터 제작

소개

분산전원을 위한 계통연계형 인버터 제작

목차

국문초록

제 1 장 서 론

제 2 장 단상 인버터 설계
2.1 직류-교류 인버터
2.1.1 펄스폭 변조 인버터 (PWM 인버터)
2.1.2 단상 full-bridge 인버터
2.1.3 단방향 전압 스위칭 PWM
2.2 인버터 설계
2.2.1 Power Switch (IGBT)
2.2.2 Gate Driver 선정
2.2.3 Dead Time 회로 설계
2.2.4 DC-Link Capacitor 설계

제 3 장 LC 필터 및 제어기 설계
3.1 LC 필터 설계
3.1.1 설계사양
3.1.2 필터설계
3.2 CDM (Coefficient Diagram Method)제어기
3.2.1 제어기
3.2.2 제어기 이득산정

제 4 장 PWM 회로 설계
4.1 DSP TMS320F28335
4.1.1 FPU
4.1.2 Event Manager
4.2 단상 PWM 회로 설계

제 5 장 결 론

본문내용

이번 논문은 연료전지를 이용한 계통 연계형 인버터 제작으로써 신재생 에너지 산업의 한 축을 담당하고 있는 연료전지 분야의 활용방안과 발생된 전기의 상용화를 위한 계통 연계형 인버터 제작을 목적으로 두고 있다.
기존의 인버터를 보면 상용전원을 만들기 위해 보통 저주파 변압기를 사용하게 되어, 인버터의 무게 및 부피가 커지는 단점이 있다. 그래서 그 개선 사항으로 이번 작품에서는 저주파 변압기를 사용하지 않고, 400V의 DC 전압을 IGBT와 PWM기법을 통해 소형, 경량화 하였다.
PWM 신호는 보다 정확한 빠른 제어를 위해 TI사의 TMS320F28335 DSP 모듈을 채택하였다. 이 모듈은 32bit 데이터 버스 구현으로 고속 데이터 전송 가능 하고 REF3120 전압 참조 IC를 적용하여 신뢰성이 높은 ADC 변환값을 가져올 수 있다.
Full bridge inverter 용 IGBT 선정에 있어서 동작 속도 및 동작시 에너지 소모량 제작의 편리성 등을 고려하여 IGBT를 선정하였으며, 또한 게이트 드라이버 설계에 있어서 경량화 및 설치 면적을 고려하여 Full bridge 구동용 Gate Driver를 설계 하였다. 또한 게이트 드라이버는 하드웨어적 Dead time (3us)를 선정하여 인버터의 안정성을 고려하였다.
인버터의 스위칭 고조파 제거를 위하여 일본의 TOKAI대학의 S.Manabe 교수가 개발한 CDM(Coefficient Diagram Method) 기법을 사용하였다. 출력단 고조파의 한계를 스위칭고조파의 5% 이내로 선정하였고, 일반적으로 구입 할 수 있는 캐패시터 용량을 고려하여 부하전류의 고조파 한계를 3%와, 1.5% 두가지로 선정하여 3.3uF과 6.6uF의 용량을 가진 캐패시터를 선택 및 LC 필터를 선정하였다.
인버터의 출력을 Feedback하기 위해서 전류 센서와 전압 센서를 사용하였다. 인버터의 출력을 약 300W로 선정하여 2A의 부하전류와 220V의 전압에 맞는 전류 센서와 전압 센서를 채택하였다.

참고자료

· 없음