A new state feedback control scheme is proposed to improve the stability and dynamic performances of the series resonant converter(SRC). The proposed scheme can be easily implemented without speed limitation. Design parameter of the proposed control is the ratio of the state feedback gains. A closed loop dynamic modeling for the SRC with the proposed control law is derived. Parametric curves which can be used to select the design parameter in the control system are presented. the experimental results show that the excellent dynamic performance of the converter can be obtained by properly selecting the design parameter. The results are further compared with both theoretical analysis and frequency control.
본 논문 에서는 직렬 공진형 컨버터의 안정성과 과도응답 성능을 개선하기 위하여 새로운 상태궤환 제어방법을 제안 하였다. 직렬 공진형 컨버터는 하드웨어적으로 크게 두부분 으로 나눌수 있다. 그것은 LC 공진탱크 부분과 출력측의 필터 부분 이다. 여기서 공진탱크 부분의 다이나믹스는 출력 필터 부분의 그것에 비해 열배 이상 빠르다. 그런데 기존의 제어 방법들은 다이나믹스가 늦은 출력 필터 부분의 전압을 제어의 정보로 이용했기 때문에 컨버터의 과도응답 성능을 개선 하는데 충분 하지 못하였다. 그래서 본 논문 에서는 다이나믹스가 빠른 공진탱크 부분의 인덕터 전류와 케페시터 전압을 제어의 정보로 이용 하므로써 컨버터의 과도응답 성능이 크게 개선 되었다.
직렬 공진형 컨버터는 매우 비 선형적인 시스템 이므로 각 동작점에 대해 선형화 하므로써 시스템에 대한 분석과 제어기 의 설계가 이루어 졌다. 제안된 제어 방법은 아날로그 회로로써 매우 간단하게 실현될수 있다. 그리고 디자인 파라메터가 상태궤환 이득들의 비율로 주어지기 때문에 한 차수 줄어드는 효과가 있다. 제안된 제어 방법을 기초로 직렬 공진형 컨버터의 페루퍼 다이나믹 모델링이 유도 되었고 제어 시스템 설계시 적절한 궤환 이득을 선택 할수있는 이득 곡선이 주어졌다. 시뮬레이션 과 실험을 통해서 본 제어 방법의 타당성을 확인 하였고 다른 제어 방법과의 성능 비교를 통해 본 제어 방법의 우월성을 보여 주었다.
