KR102571671B1 - Electronic Load using Multilevel Interleaved Converter - Google Patents
Electronic Load using Multilevel Interleaved Converter Download PDFInfo
- Publication number
- KR102571671B1 KR102571671B1 KR1020210007618A KR20210007618A KR102571671B1 KR 102571671 B1 KR102571671 B1 KR 102571671B1 KR 1020210007618 A KR1020210007618 A KR 1020210007618A KR 20210007618 A KR20210007618 A KR 20210007618A KR 102571671 B1 KR102571671 B1 KR 102571671B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- switch
- load
- resistor
- filter
- module
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
- H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
본 발명의 일 기술적 측면에 따른 전자부하기는, 필터 저항 및 필터 커패시터를 포함하고, 입력 신호의 값에 따라 증가 또는 감소하는 출력 파형을 출력하는 손실 필터 및 상기 손실 필터의 출력을 입력받고, 상기 손실 필터의 출력단에 병렬 연결되는 복수의 부하 모듈을 포함하는 부하 제공부를 포함한다. 여기에서, 상기 부하 모듈은, 하프 브리지 스위치 모듈, 상기 하프 브리지 스위치 모듈의 제1 스위치 및 제2 스위치에 연결되는 제1 저항 및 상기 하프 브리지 스위치 모듈의 제2 스위치에 연결되는 제2 저항으로 구성 될 수 있다. 본 발명에 따르면, 병렬 연결된 복수의 부하 모듈을 이용하고, 이러한 복수의 부하 모듈이 인터리브드 방식으로 동작함으로써 저가형의 대용량 DC 전자부하기를 구현할 수 있는 이점이 있다.An electronic load according to one technical aspect of the present invention includes a filter resistor and a filter capacitor, and receives an output of the loss filter and a loss filter that outputs an output waveform that increases or decreases according to the value of an input signal, and and a load providing unit including a plurality of load modules connected in parallel to an output terminal of the loss filter. Here, the load module includes a half-bridge switch module, a first resistor connected to the first switch and the second switch of the half-bridge switch module, and a second resistor connected to the second switch of the half-bridge switch module. It can be. According to the present invention, there is an advantage in implementing a low-cost, high-capacity DC electronic load by using a plurality of load modules connected in parallel and operating the plurality of load modules in an interleaved manner.
Description
본 발명은 전자부하기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 병렬 연결된 복수의 부하 모듈을 포함하고, 이러한 부하 모듈이 인터리브드 방식으로 동작 가능한 전자부하기에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic load, and more particularly, to an electronic load including a plurality of load modules connected in parallel and capable of operating the load modules in an interleaved manner.
태양광/연료전지 사업 활성화, DC-Grid 사업 활성화, ESS/전기자동차 사업 활성화로 인해 DC 전력에 대한 관심과 수요가 증가하고 있으며, 특히 최근에는 DC 전원공급기가 점차 대용량와, 고성능화 되는 추세이다. Interest and demand for DC power are increasing due to the vitalization of the solar power/fuel cell business, the vitalization of the DC-Grid business, and the vitalization of the ESS/electric vehicle business.
이러한 대용량화, 고성능화 되어가는 DC 전원공급기의 신뢰성과 품질평가를 위해서 전자부하(Electronic Load)가 널리 사용된다. 전자부하는 주로 반도체 트랜지스터를 선형동작 영역에서 동작시켜 기부전류(Base current)를 조절함으로써 부하전류를 제어하는 방식인데, 부하전류를 연속적으로 가변할 수는 있지만 정전류 부하, 정전력 부하 외에 다양한 부하 전류를 생성하는데 한계가 있는 단점이 있다. Electronic loads are widely used to evaluate the reliability and quality of these high-capacity and high-performance DC power supplies. The electronic load mainly controls the load current by controlling the base current by operating the semiconductor transistor in the linear operating region. There is a disadvantage in that there is a limitation in generating .
따라서 정전류(CC) 부하, 정전압(CV) 부하, 정전력(CP) 부하, 정저항(CR) 부하 등 다양한 기능을 갖는 전자부하기가 요구된다.Therefore, an electronic load having various functions such as a constant current (CC) load, a constant voltage (CV) load, a constant power (CP) load, and a constant resistance (CR) load is required.
또한 DC 전원공급기가 대용량화, 고성능화 되어감에 따라 전자부하기 역시 대용량화, 고성능화 되어가는데 이에 따라 가격이 고가인 문제가 있어, DC 전력변환기 개발업체의 연구개발에 장애가 될 수 있다. 따라서 가격이 저렴한 보급형 전자부하기에 대한 요구가 증대되고 있다. In addition, as DC power supplies increase in capacity and performance, electronic loads also increase in capacity and performance. Accordingly, there is a problem in that the price is high, which may hinder the research and development of DC power converter developers. Therefore, the demand for inexpensive, popular electronic loads is increasing.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로써, 대용량 DC 전력변환기 성능검증에 필요한 저가형이며 고성능는 전자부하기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide a low-cost, high-performance electronic load necessary for verifying the performance of a large-capacity DC power converter.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from preferred embodiments of the present invention by those skilled in the art.
본 발명의 일 기술적 측면은 전자부하기를 제안한다. 상기 전자부하기는, 필터 저항 및 필터 커패시터를 포함하고, 입력 신호의 값에 따라 증가 또는 감소하는 출력 파형을 출력하는 손실 필터 및 상기 손실 필터의 출력을 입력받고, 상기 손실 필터의 출력단에 병렬 연결되는 복수의 부하 모듈을 포함하는 부하 제공부를 포함한다. 여기에서, 상기 부하 모듈은, 하프 브리지 스위치 모듈, 상기 하프 브리지 스위치 모듈의 제1 스위치 및 제2 스위치에 연결되는 제1 저항 및 상기 하프 브리지 스위치 모듈의 제2 스위치에 연결되는 제2 저항으로 구성 될 수 있다.One technical aspect of the present invention proposes an electronic load. The electronic load includes a filter resistor and a filter capacitor, receives a loss filter outputting an output waveform that increases or decreases according to the value of an input signal, receives an output of the loss filter, and is connected in parallel to an output terminal of the loss filter. and a load providing unit including a plurality of load modules. Here, the load module includes a half-bridge switch module, a first resistor connected to the first switch and the second switch of the half-bridge switch module, and a second resistor connected to the second switch of the half-bridge switch module. It can be.
일 실시예에서, 상기 손실 필터는, 일 단이 제1 입력단에 연결되고, 타 단이 제1 출력단에 연결되는 필터 저항 및 일 단이 상기 필터 저항의 상기 타 단에 연결되고, 타 단이 제2 입력단 및 제2 출력단에 연결되는 필터 커패시터를 포함 할 수 있다.In one embodiment, the loss filter includes a filter resistor having one end connected to the first input terminal and the other end connected to the first output terminal, and one end connected to the other end of the filter resistance and the other end connected to the first output terminal. 2 It may include a filter capacitor connected to the input terminal and the second output terminal.
일 실시예에서, 상기 부하 모듈은, 일 단이 상기 필터 저항의 상기 타 단에 연결되고, 타 단이 상기 제1 스위치의 일 단 및 상기 제2 스위치의 타 단에 연결되는 제1 저항, 일 단이 상기 필터 저항의 상기 타 단에 연결되고, 타 단이 상기 제2 스위치의 일 단에 연결되는 제2 저항, 일 단이 상기 제2 저항의 상기 타 단에 연결되고, 타 단이 상기 제1 저항의 타 단 및 상기 제1 스위치의 일 단에 연결되는 제2 스위치 및 일 단이 상기 제1 저항의 타단 및 상기 제2 스위치의 타 단에 연결되고, 타 단이 상기 필터 커패시터의 상기 타 단에 연결되는 제1 스위치를 포함 할 수 있다.In one embodiment, the load module includes a first resistor having one end connected to the other end of the filter resistor and the other end connected to one end of the first switch and the other end of the second switch; A second resistor having one end connected to the other end of the filter resistor and the other end connected to one end of the second switch, one end connected to the other end of the second resistor and the other end connected to the first end of the second switch. A second switch connected to the other end of 1 resistor and one end of the first switch and one end connected to the other end of the first resistor and the other end of the second switch, and the other end connected to the other end of the filter capacitor A first switch connected to the terminal may be included.
일 실시예에서, 상기 부하 제공부는, 서로 병렬 연결되는 6 조의 상기 부하 모듈로 구성 될 수 있다.In one embodiment, the load providing unit may be composed of six sets of load modules connected in parallel to each other.
일 실시예에서, 상기 부하 제공부에 포함된 상기 6 조의 부하 모듈은 상호 인터리브 방식으로 동작 할 수 있다.In one embodiment, the six sets of load modules included in the load providing unit may operate in a mutually interleaved manner.
일 실시예에서, 상기 부하 모듈은, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 OFF 동작하여, 전류 iR이 0 레벨로 출력되는 제0 모드, 상기 제1 스위치가 ON 동작하고 상기 제2 스위치가 OFF 동작하여, 전류 iR이 1 레벨로 출력되는 제1 모드 및 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 ON 동작하여, 전류 iR이 2 레벨로 출력되는 제2 모드 중 어느 하나로 동작 할 수 있다.In one embodiment, the load module is in a 0 mode in which the first switch and the second switch are turned off and the current i R is output at a 0 level, the first switch is turned on and the second switch is It can operate in one of the first mode in which the current i R is output at 1 level by OFF operation and the second mode in which the current i R is output at 2 levels by the ON operation of the first switch and the second switch. .
일 실시예에서, 상기 부하 모듈은, 상기 제1 스위치의 ON 타임, OFF 타임 및 상기 제2 스위치의 ON 타임, OFF 타임이 서로 상응하도록 제어되어, 상기 부하 제공부의 출력이 전류 추종 특성을 가질 수 있다.In one embodiment, in the load module, the ON time and OFF time of the first switch and the ON time and OFF time of the second switch are controlled to correspond to each other, so that the output of the load providing unit has a current following characteristic. there is.
일 실시예에서, 상기 부하 모듈은, 상기 제1 스위치의 ON 타임과 상기 제2 스위치의 OFF 타임이 서로 상응하며, 상기 제1 스위치의 ON 타임과 OFF 타임이 서로 상이하도록 제어되어, 상기 부하 제공부의 출력이 저항 추종 특성을 가질 수 있다.In one embodiment, the load module is controlled so that the ON time of the first switch and the OFF time of the second switch correspond to each other, and the ON time and OFF time of the first switch are different from each other to provide the load. A negative output may have resistance tracking characteristics.
일 실시예에서, 상기 전자부하기는, 상기 손실 필터의 입력단에 연결되고, 교류 입력을 제공받아 DC(Direct Current) 전력을 출력하는 DC 전력 변환부를 더 포함 할 수 있다.In one embodiment, the electronic load may further include a DC power conversion unit that is connected to an input terminal of the loss filter, receives an AC input, and outputs DC (Direct Current) power.
상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 과제 해결을 위한 다양한 수단들은 이하의 상세한 설명의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.The means for solving the problems described above do not enumerate all the features of the present invention. Various means for solving the problems of the present invention will be understood in more detail with reference to specific embodiments of the detailed description below.
본 발명에 의하면 하프 브릿지(Half-Bridge) 스위칭 모듈을 적용함으로써, 스위치 소자의 수를 줄이고 스위치 모듈의 비용을 효율적으로 구성할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, by applying a half-bridge switching module, there is an effect of reducing the number of switch elements and configuring the cost of the switch module efficiently.
또한, 본 발명에 의하면, 병렬 연결된 복수의 부하 모듈을 이용하고, 이러한 복수의 부하 모듈이 인터리브드 방식으로 동작함으로써 저가형의 대용량 DC 전자부하기를 구현할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage in that a low-cost, high-capacity DC electronic load can be realized by using a plurality of load modules connected in parallel and operating the plurality of load modules in an interleaved manner.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자부하기를 설명하는 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 손실 필터의 일 실시예를 설명하는 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 부하 제공부에 적용되는 부하 모듈의 일 실시예를 설명하는 회로도이다.
도 4는 부하 모듈의 일 비교예를 도시하는 회로도이다.
도 5 및 도 6은 도 3에 도시된 부하 모듈의 모드별 스위칭 동작을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전자부하기에 적용되는 감성지령 인터페이스 알고리즘의 특성 곡선을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전자 부하기에 적용되는 다중 레벨 인터리브 토폴로지를 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전자부하기의 시뮬레이션 회로도를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전자부하기의 CC/CR 모드 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 12 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 전자부하기의 특성 시험 결과를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram illustrating an electronic load according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the loss filter shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an embodiment of a load module applied to the load providing unit shown in FIG. 1 .
4 is a circuit diagram showing a comparative example of a load module.
5 and 6 are diagrams for explaining a switching operation for each mode of the load module shown in FIG. 3 .
7 is a diagram showing a characteristic curve of a sensitivity command interface algorithm applied to an electronic load according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a multi-level interleave topology applied to an electronic load according to an embodiment of the present invention.
9 and 10 are diagrams showing a simulation circuit diagram of an electronic load according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram showing CC/CR mode simulation results of an electronic load according to an embodiment of the present invention.
12 to 16 are views showing test results of characteristics of an electronic load according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. However, the embodiments of the present invention can be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.
즉, 전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.That is, the above objects, features, and advantages will be described later in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention belongs will be able to easily implement the technical spirit of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, singular expressions used in this specification include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as "consisting of" or "comprising" should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or some of the steps It should be construed that it may not be included, or may further include additional components or steps.
또한, 이하에서 본 발명에 따른 시스템을 설명하기 위하여 다양한 구성요소 및 그의 하부 구성요소에 대하여 설명하고 있다. 이러한 구성요소 및 그의 하부 구성요소들은, 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합 등 다양한 형태로서 구현될 수 있다. 예컨대, 각 요소들은 해당 기능을 수행하기 위한 전자적 구성으로 구현되거나, 또는 전자적 시스템에서 구동 가능한 소프트웨어 자체이거나 그러한 소프트웨어의 일 기능적인 요소로 구현될 수 있다. 또는, 전자적 구성과 그에 대응되는 구동 소프트웨어로 구현될 수 있다.In addition, in order to describe the system according to the present invention, various components and sub-components thereof are described below. These components and their subcomponents may be implemented in various forms, such as hardware, software, or a combination thereof. For example, each element may be implemented as an electronic configuration for performing a corresponding function, or may be implemented as software itself that can be run in an electronic system or as one functional element of such software. Alternatively, it may be implemented as an electronic configuration and corresponding driving software.
본 명세서에 설명된 다양한 기법은 하드웨어 또는 소프트웨어와 함께 구현되거나, 적합한 경우에 이들 모두의 조합과 함께 구현될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "부(Unit)", "서버(Server)" 및 "시스템(System)" 등의 용어는 마찬가지로 컴퓨터 관련 엔티티(Entity), 즉 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 시의 소프트웨어와 등가로 취급할 수 있다. 또한, 본 발명의 시스템에서 실행되는 각 기능은 모듈단위로 구성될 수 있고, 하나의 물리적 메모리에 기록되거나, 둘 이상의 메모리 및 기록매체 사이에 분산되어 기록될 수 있다.The various techniques described herein may be implemented with hardware or software, or a combination of both where appropriate. As used herein, the terms "Unit", "Server" and "System" likewise refer to a computer-related entity, that is, hardware, a combination of hardware and software, software or It can be treated as equivalent to running software. In addition, each function executed in the system of the present invention may be configured in module units and recorded in one physical memory or distributed between two or more memories and recording media.
본 발명의 실시형태를 설명하기 위하여 다양한 순서도가 개시되고 있으나, 이는 각 단계의 설명의 편의를 위한 것으로, 반드시 순서도의 순서에 따라 각 단계가 수행되는 것은 아니다. 즉, 순서도에서의 각 단계는, 서로 동시에 수행되거나, 순서도에 따른 순서대로 수행되거나, 또는 순서도에서의 순서와 반대의 순서로도 수행될 수 있다. Although various flow charts have been disclosed to describe the embodiments of the present invention, these are for convenience of description of each step, and each step is not necessarily performed in the order of the flowchart. That is, each step in the flowchart may be performed simultaneously with each other, in an order according to the flowchart, or in an order reverse to that in the flowchart.
본 발명에 따른 전자부하기는 전력변환기의 전류 성능을 평가하기 위해 전압변동에 관계없이 일전 전류로 제어하는 정전류(CC) 부하 모드, 전력변환기의 전압 성능을 평가하기 위해 전류 변동에 관계없이 일정전압으로 제어하는 정전압(CV) 부하 모드, 전력변환기의 전압/전류 제어 성능을 평가하기 위해 전압, 전류 변동에 관계없이 일정저항으로 제어하는 정저항(CR) 부하모드, 전력변환기의 전력 성능을 평가하기 위한 정전력(CP) 부하 모드 및 부하패턴에 의한 제어 등 다양한 기능을 제공한다. The electronic load according to the present invention is a constant current (CC) load mode in which constant current is controlled regardless of voltage fluctuations to evaluate the current performance of the power converter, and a constant voltage regardless of current fluctuations to evaluate the voltage performance of the power converter. constant voltage (CV) load mode controlled by constant resistance (CR) load mode controlled by constant resistance regardless of voltage and current fluctuations to evaluate the voltage/current control performance of the power converter, and to evaluate the power performance of the power converter It provides various functions such as control by constant power (CP) load mode and load pattern.
이하, 도 1 내지 도 16을 참조하여, 본 발명에 따른 전자부하기의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.Hereinafter, various embodiments of an electronic load according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 16 .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자부하기를 설명하는 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating an electronic load according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 전자부하기(100)는 DC 전력 변환부(110), 손실 필터(120) 및 부하 제공부(130)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the electronic load 100 may include a DC power converter 110, a loss filter 120, and a load providing unit 130.
DC 전력 변환부(110)는 교류 입력을 제공받아 DC(Direct Current) 전력을 출력한다. DC 전력 변환부(110)의 출력단에는 손실 필터(120)의 입력단이 연결된다.The DC power converter 110 receives AC input and outputs DC (Direct Current) power. An input terminal of the loss filter 120 is connected to an output terminal of the DC power converter 110 .
손실 필터(120)는 필터 저항 및 필터 커패시터를 포함하고, 입력 신호의 값에 따라 증가 또는 감소하는 출력 파형을 출력할 수 있다. 손실 필터(120)의 출력은 부하 제공부(130)에 입력된다. The loss filter 120 may include a filter resistor and a filter capacitor, and may output an output waveform that increases or decreases according to the value of the input signal. The output of the loss filter 120 is input to the load providing unit 130 .
부하 제공부(130)는 손실 필터(120)의 출력단에 병렬 연결되는 복수의 부하 모듈을 포함한다. 즉, 부하 제공부(130)는 복수의 부하 모듈로 구성되며, 이러한 복수의 부하 모듈을 이용하여 대용량의 부하 요소들을 제공할 수 있다. The load providing unit 130 includes a plurality of load modules connected in parallel to the output terminal of the loss filter 120 . That is, the load providing unit 130 is composed of a plurality of load modules, and a large capacity load element can be provided by using the plurality of load modules.
여기에서, 부하 모듈은 하프 브리지 스위칭 모듈을 이용할 수 있다. 예컨대, 부하 모듈은, 하프 브리지 스위치 모듈, 하프 브리지 스위치 모듈의 제1 스위치 및 제2 스위치에 연결되는 제1 저항 및 하프 브리지 스위치 모듈의 제2 스위치에 연결되는 제2 저항으로 구성될 수 있다.Here, the load module may use a half-bridge switching module. For example, the load module may include a half-bridge switch module, a first resistor connected to the first switch and the second switch of the half-bridge switch module, and a second resistor connected to the second switch of the half-bridge switch module.
이와 같이 하프 브리지 스위치 모듈을 이용함으로써, 스위칭 소자의 비용 및 크기를 줄일 수 있다.By using the half-bridge switch module as described above, the cost and size of the switching device can be reduced.
이하, 도 2 내지 도 11을 참조하여, 전자부하기(100) 및 그 구성요소들에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the electronic load 100 and its components will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 11 .
도 2는 도 1에 도시된 손실 필터의 일 실시예를 설명하는 회로도이다. FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the loss filter shown in FIG. 1 .
도 2를 참조하면, 손실 필터(120)는 필터 저항 RF와 필터 커패시터 CF를 포함한다. Referring to FIG. 2 , the loss filter 120 includes a filter resistance R F and a filter capacitor C F .
도 2의 그림 (a)는 손실 필터(120)와 부하 모듈(130)의 일 예를 도시하고, 그림 (b)는 부하 모듈(130)의 등가 회로를 도시하고 있다. Figure (a) of FIG. 2 shows an example of the loss filter 120 and the load module 130, and figure (b) shows an equivalent circuit of the load module 130.
도 2를 참조하면, 필터 저항 RF는 일 단이 제1 입력단에 연결되고, 타 단이 제1 출력단에 연결된다. Referring to FIG. 2 , one end of the filter resistor R F is connected to the first input terminal and the other end is connected to the first output terminal.
필터 커패시터 CF는 일 단이 필터 저항의 타 단에 연결되고, 타 단이 제2 입력단 및 제2 출력단에 연결된다.The filter capacitor C F has one end connected to the other end of the filter resistor and the other end connected to the second input end and the second output end.
도시된 예에서, 손실 필터(120)는 로우 패스 필터로 도시되나, 실시예에 따라 다양한 변형이 가능하다.In the illustrated example, the loss filter 120 is shown as a low pass filter, but various modifications are possible according to embodiments.
손실필터의 임피던스는 아래의 수학식 1과 같이 구할 수 있다.The impedance of the loss filter can be obtained as shown in Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
단, step,
도 2에 도시된 바와 같이, 손실 필터(120)는 인덕터를 사용하지 않으므로, 스위칭 노이즈를 사전에 방비할 수 있다.As shown in FIG. 2 , since the loss filter 120 does not use an inductor, switching noise can be prevented in advance.
또한, 임피던스가 뒤짐보상기(lag compensator) 형태를 가지므로, 폐로 시스템의 대역폭을 줄이는 효과 및 고주파 잡음의 영향이 줄어들고, 저주파 영역 이등을 증가로 정상 상태 오차의 제로(zero)화가 가능하다.In addition, since the impedance has the form of a lag compensator, the effect of reducing the bandwidth of the loop system and the effect of high-frequency noise are reduced, and the steady-state error can be zeroed by increasing the low-frequency region.
도 3은 도 1에 도시된 부하 제공부에 적용되는 부하 모듈의 일 실시예를 설명하는 회로도이고, 도 4는 부하 모듈의 일 비교예를 도시하는 회로도이다.FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an embodiment of a load module applied to the load providing unit shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a comparative example of the load module.
도 4는 부하 모듈의 일 비교예를 예시하고 있다. 도 4에 도시된 비교예는 병렬 연결되는 스위치-저항 구조로 이루어져 있다.4 illustrates a comparative example of a load module. The comparative example shown in FIG. 4 consists of a switch-resistor structure connected in parallel.
도 4에 도시된 비교예의 경우, 하나의 부하 모듈에 단일 스위치 2개가 필요하므로, 이러한 부하 모듈을 복수개 구비하는 경우 스위치 소자의 필요 개수가 많아지므로 결선이 복잡해 질 뿐만 아니라, 전자 부하기의 전체 비용이 상승하는 단점이 있다.In the case of the comparative example shown in FIG. 4, since two single switches are required for one load module, when a plurality of these load modules are provided, the required number of switch elements increases, which not only complicates wiring, but also complicates the overall cost of the electronic load. There is a downside to this rise.
반면, 도 3은 본 발명에 따른 부하 모듈의 일 실시예를 도시하고 있다. On the other hand, FIG. 3 shows an embodiment of a load module according to the present invention.
도 3의 그림 (a)는 부하 모듈의 회로도를, 그림 (b) 및 (c)는 등가회로도를 도시하고 있다. Figure (a) of FIG. 3 shows a circuit diagram of the load module, and figures (b) and (c) show equivalent circuit diagrams.
부하 모듈은, 하프 브리지 스위치 모듈, 상기 하프 브리지 스위치 모듈의 제1 스위치 및 제2 스위치에 연결되는 제1 저항 및 상기 하프 브리지 스위치 모듈의 제2 스위치에 연결되는 제2 저항으로 구성된다. The load module includes a half-bridge switch module, a first resistor connected to the first switch and the second switch of the half-bridge switch module, and a second resistor connected to the second switch of the half-bridge switch module.
즉, 도 2 및 도 3의 그림 (a)를 참조하면, 부하 모듈은 제1 저항 R1, 제2 저항 R2, 제1 스위치 Q1, 제2 스위치 Q2를 포함한다.That is, referring to (a) of FIGS. 2 and 3 , the load module includes a first resistor R 1 , a second resistor R 2 , a first switch Q 1 , and a second switch Q 2 .
제1 저항 R1은, 일 단이 필터 저항 RF의 타 단에 연결되고, 타 단이 제1 스위치 Q1의 일 단 및 제2 스위치 Q2의 타 단에 연결된다.The first resistor R 1 has one end connected to the other end of the filter resistor R F and the other end connected to one end of the first switch Q 1 and the other end of the second switch Q 2 .
제2 저항 R2는, 일 단이 필터 저항 RF의 타 단에 연결되고, 타 단이 제2 스위치 Q2의 일 단에 연결된다.The second resistor R 2 has one end connected to the other end of the filter resistor R F and the other end connected to one end of the second switch Q 2 .
제1 스위치 Q1는, 일 단이 제1 저항 R1의 타단 및 제2 스위치 Q2의 타 단에 연결되고, 타 단이 필터 커패시터 RF의 타 단에 연결된다.The first switch Q 1 has one end connected to the other end of the first resistor R 1 and the other end of the second switch Q 2 , and the other end connected to the other end of the filter capacitor R F .
제2 스위치 Q2는, 일 단이 제2 저항 R2의 타 단에 연결되고, 타 단이 제1 저항 R1의 타 단 및 제1 스위치 Q1의 일 단에 연결된다.The second switch Q 2 has one end connected to the other end of the second resistor R 2 and the other end connected to the other end of the first resistor R 1 and one end of the first switch Q 1 .
도시된 스위칭 전류 1, 2 는 제어부(미도시)에 의하여 종속 제어가 가능하다.Switching current shown One, 2 is capable of subordinate control by a control unit (not shown).
도 3에 도시된 부하 모듈은 하프 브리지 스위치 모듈을 이용하므로, 하나의 하프 브리지 스위치 모듈로 하나의 부하 모듈을 구성할 수 있다. 따라서, 전체적인 스위칭 소자 간의 결선을 간단하게 설정하고, 전자 부하기의 비용을 절감시킬 수 있다. Since the load module shown in FIG. 3 uses a half-bridge switch module, one load module can be configured with one half-bridge switch module. Therefore, it is possible to simply set the wiring between the entire switching elements and reduce the cost of the electronic load.
도 5 및 도 6은 도 3에 도시된 부하 모듈의 모드별 스위칭 동작을 설명하는 도면이다.5 and 6 are diagrams for explaining a switching operation for each mode of the load module shown in FIG. 3 .
도 5의 그림 (a)는 제0 모드를, 그림 (b)는 제1 모드를, 그림 (c)는 제2 모드를 각각 의미한다.Figure (a) of FIG. 5 represents the 0th mode, figure (b) represents the first mode, and figure (c) represents the second mode.
도 6에 도시된 바와 같이, 제0 모드에서는, 제1 스위치 Q1 및 제2 스위치 Q2가 OFF 동작하여, 전류 iR이 0 레벨로 출력된다.As shown in FIG. 6 , in the 0th mode, the first switch Q 1 and the second switch Q 2 are turned OFF, so that the current i R is output at the 0 level.
또한, 제1 모드에서는, 제1 스위치 Q1가 ON 동작하고 제2 스위치 Q2가 OFF 동작하여, 전류 iR이 1 레벨로 출력된다. Further, in the first mode, the first switch Q 1 operates ON and the second switch Q 2 operates OFF, so that the current i R is output at 1 level.
제2 모드에서는, 제1 스위치 Q1및 제2 스위치 Q2가 ON 동작하여, 전류 iR이 2 레벨로 출력된다.In the second mode, the first switch Q 1 and the second switch Q 2 are turned ON, and the current i R is output at two levels.
이와 같이, 부하 모듈을 이용하여 부하 1, 2의 투입순위를 결정할 수 있다. 또한, 시비율을 증가시켜 레벨별 PWM(Pulse Width Modulatino) 형태의 스위칭을 할 수 있다.In this way, using the load module One, 2 can be ranked. In addition, switching in the form of PWM (Pulse Width Modulatino) for each level can be performed by increasing the application rate.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전자부하기에 적용되는 감성지령 인터페이스 알고리즘의 특성 곡선을 나타내는 도면이다.7 is a diagram showing a characteristic curve of a sensitivity command interface algorithm applied to an electronic load according to an embodiment of the present invention.
도 7의 그림 (a)는 지령저항과 전류 관계 곡선을 나타낸 것이며, 그림 (b)는 본 발명에 의해 제안된 감성적 지령 인터페이스 곡선을 나타낸 것이다. Figure (a) of FIG. 7 shows the command resistance and current relationship curve, and figure (b) shows the emotional command interface curve proposed by the present invention.
지령저항변도와 전류변동 관계는 아래의 수학식 2로 나타낼 수 있다.The relationship between command resistance variation and current variation can be expressed by Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
이와 같이, 낮은 지령저항 영역에서 높은 센서비티를 저감할 필요를 만족할수 있다. 또한, 본 발명에서는 정규화 지령치와 지령저항을 승수함수로 인터페이스 할 수 있다.In this way, it is possible to satisfy the need to reduce the high sensor ratio in the low command resistance region. In addition, in the present invention, the normalization command value and the command resistance can be interfaced with a multiplier function.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전자 부하기에 적용되는 다중 레벨 인터리브 토폴로지를 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating a multi-level interleave topology applied to an electronic load according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 예를 참조하면, 부하 제공부(130)는, 제1 부하 모듈(131) 내지 제6 부하모듈(136)을 포함할 수 있다. 즉, 부하 제공부(130)는 서로 병렬 연결되는 6 조의 부하 모듈로 구성될 수 있다. 이러한, 6 조의 부하 모듈은 상호 인터리브 방식으로 동작할 수 있다. Referring to the example shown in FIG. 8 , the load providing unit 130 may include a first load module 131 to a sixth load module 136 . That is, the load providing unit 130 may be composed of six sets of load modules connected in parallel to each other. These 6 sets of load modules may operate in a mutually interleaved manner.
이와 같이, 다중레벨 인터리브 토폴로지에 의하면, 각 모듈별 3레벨을 만족하며 이를 6조로 확장함으로써, 모듈형 3레벨 기본 토폴로지를 확장형 6 인터리브 모듈 조합형 으로 구성할 수 있다. In this way, according to the multi-level interleaved topology, the modular 3-level basic topology can be configured as an extended 6 interleaved module combination type by satisfying 3 levels for each module and extending it to 6 sets.
이와 같이, 3레벨 6 인터리브 스위칭 함수에 의한 입력리플을 저감할 수 있으며, 또한 소실필터에 의한 스위칭 소음 제거 및 시스템 차원 축소에 의한 동특성을 개선할 수 있는 이점이 있다.As such, it is possible to reduce the input ripple by the 3-level 6 interleaved switching function, and also to improve the dynamic characteristics by removing switching noise by the elimination filter and reducing the dimension of the system.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전자부하기의 시뮬레이션 회로도를 나타내는 도면이다.9 and 10 are diagrams showing a simulation circuit diagram of an electronic load according to an embodiment of the present invention.
도 9는 전자부하기의 시뮬레이션 회로도를, 도 10은 제어부의 시뮬레이션 회로도를 도시하고 있다. 9 shows a simulation circuit diagram of an electronic load, and FIG. 10 shows a simulation circuit diagram of a control unit.
도 9에 도시된 예는, 도 8에 도시된 예와 같이 6조의 부하 모듈로 구성되는 부하제공부(130-1, 130-2)로 구성된다. 각 부하 모듈에 대한 스위칭 신호는 도 10에 도시된 제어부의 제어에 의하여 제공된다. The example shown in FIG. 9 is composed of load providing units 130-1 and 130-2 composed of 6 sets of load modules, like the example shown in FIG. A switching signal for each load module is provided under the control of the control unit shown in FIG. 10 .
제어모드 선정회로(142)는 제어 모드로 어느 모드(예컨대, 정전압 모드, 정전류 모드 등)를 사용할 지 선택할 수 있으며, 그에 따라, 제어 신호 발생 회로(141)에서 제어 신호를 발생시킬 수 있다. The control mode selection circuit 142 can select which mode (eg, constant voltage mode, constant current mode, etc.) is to be used as a control mode, and accordingly, the control signal generating circuit 141 can generate a control signal.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전자부하기의 CC/CR 모드 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.11 is a diagram showing CC/CR mode simulation results of an electronic load according to an embodiment of the present invention.
도 11의 그림 (a)는 전류 추종특성의 예를 도시하고 있고, 그림 (b)는 저항 추종특성의 예를 도시하고 있다.Figure (a) of FIG. 11 shows an example of the current follow-up characteristic, and figure (b) shows an example of the resistance follow-up characteristic.
도 11의 그림 (a)에서, 부하 모듈은 제1 스위치의 ON 타임, OFF 타임 및 제2 스위치의 ON 타임, OFF 타임이 서로 상응하도록 제어되어, 부하 제공부의 출력이 전류 추종 특성을 가지도록 설정될 수 있다.In (a) of FIG. 11, the load module is controlled so that the ON time and OFF time of the first switch and the ON and OFF times of the second switch correspond to each other, so that the output of the load providing unit has current following characteristics. It can be.
도 11의 그림 (b)에서, 부하 모듈은 제1 스위치의 ON 타임과 제2 스위치의 OFF 타임이 서로 상응하며, 제1 스위치의 ON 타임과 OFF 타임이 서로 상이하도록 제어되어, 부하 제공부의 출력이 저항 추종 특성을 가지도록 설정될 수 있다.In the figure (b) of FIG. 11, the load module is controlled so that the ON time of the first switch and the OFF time of the second switch correspond to each other, and the ON time and OFF time of the first switch are different from each other, so that the load providing unit outputs It can be set to have this resistance tracking characteristic.
도 12 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 전자부하기의 특성 시험 결과를 나타낸 도면이다. 12 to 16 are views showing test results of characteristics of an electronic load according to an embodiment of the present invention.
도 12를 참조하여, 스위칭 인터리브 특성 시험 및 인터리브 게이터 신호의 특성을 설명한다.Referring to FIG. 12, a switching interleaving characteristic test and characteristics of an interleaved gater signal will be described.
도 12는 시비율 0.1 및 0.6일 때 각각의 인터리스 스위칭파형을 나타낸 것이다. 12 shows respective interless switching waveforms when the application ratio is 0.1 and 0.6.
도시된 바와 같이, 시비율 0.1 및 0.6일 때 6조의 상위 인터리브 게이트 신호 중 4개의 신호를 나타내는데, 각 스위칭 신호는 이웃 스위칭 신호와 위상차 60도를 유지한 양호한 신호를 발생함을 알 수 있다. As shown, it can be seen that when the duty ratios are 0.1 and 0.6, 4 signals among 6 sets of upper interleaved gate signals are displayed, and each switching signal generates a good signal maintaining a phase difference of 60 degrees with the neighboring switching signal.
그리고 시비율 0.5 이하는 0과 1레벨 전류신호가 나타나고, 0.5 이상은 1레벨과 2레벨로 형성되는데, 기본 모듈은 3레벨 컨버터가 되며, 모듈 6조간에는 인터리브로 동작하게 된다.In addition, 0 and 1 level current signals appear when the fertilization ratio is less than 0.5, and 1 level and 2 levels are formed when the fertilization ratio is 0.5 or more.
도 13을 참조하여, 스위칭 인터리브 특성 시험 및 모듈전류 및 총 스위칭전류 특성을 설명한다.Referring to FIG. 13, a switching interleaving characteristic test and module current and total switching current characteristics will be described.
도 13은 스위칭 신호에 따른 모듈 스위치 전류와 인터리브 스위치 총 전류의 특성을 분석하는 파형을 나타내는데, 모듈 하위 스위치에 연결된 저항 전류와 상위 스위치에 연결된 전류합은 3레벨로 형성된다.13 shows waveforms for analyzing the characteristics of the module switch current and the total interleaved switch current according to the switching signal. The sum of the resistance current connected to the lower module switch and the current connected to the upper switch is formed in three levels.
저류 6레벨 이하에서는 하위 스위치에 의한 인터리브 스위칭을 행하고, 6레벨 초과시에는 상위 스위치에 의한 인터리브 스위침을 행하는데, 13-레벨로 전류가 형성됨을 알 수 있다.Interleaved switching by the lower switch is performed below the 6th level, and interleaved switching is performed by the upper switch when the current level exceeds 6, and it can be seen that the current is formed at 13 levels.
도 14를 참조하여, 스위칭 인터리브 특성 시험 및 차원 축소형 RC 필터 특성에 대하여 설명한다.Referring to FIG. 14, a switching interleave characteristic test and dimension reduction type RC filter characteristics will be described.
전술한 바와 같이 전류 레벨6을 기준으로 하여 상위 및 하위 스위치를 스위칭하여 상을 분석하는 파형 13-레벨로 전류가 형성된다.As described above, current is formed as a waveform 13-level for phase analysis by switching the upper and lower switches based on the current level 6.
본 발명에 의하면 폐로시스템의 대역폭을 줄이고, 고주파 잡음의 영향을 줄일 수 있는 제안된 차원 축소형 RC 필터에 의해 전류 리플 제거가 가능하며, 도 10에 도시된 바와 같이 상 실험시 전부하영역에서 스위칭소음이 전무함을 알 수 있다.According to the present invention, current ripple can be removed by the proposed dimension reduction type RC filter that can reduce the bandwidth of the closed loop system and reduce the effect of high-frequency noise, and as shown in FIG. 10, switching in the full load region during the phase experiment. It can be seen that there is no noise.
도 15를 참조하여, 스위칭 인터리브 특성 시험 및 CC/CV 제어시 동특성을 설명한다.Referring to FIG. 15, a switching interleave characteristic test and dynamic characteristics during CC/CV control will be described.
전자부하기 기본 기능인 CC/CV 제어시 동특성을 분석한 결과 제어 시정수는 70[msec]인데, 제어시정수를 줄일 수 있으나 대용량 부하의 부하변동 시정수를 고려하여 상기와 같이 설정하였다.As a result of analyzing the dynamic characteristics during CC/CV control, which is the basic function of the electronic load, the control time constant is 70 [msec].
CC 지령치 55[A], CV 지령치 380[V]로 설정하고 특성을 분석한 결과, 도 15에 나타난 파형에서 보는 바와 같이 양호한 CC/CV 동작을 확인할 수 있다.As a result of setting the CC command value to 55 [A] and the CV command value of 380 [V] and analyzing the characteristics, as shown in the waveform shown in FIG. 15, good CC / CV operation can be confirmed.
도 16을 참조하여, 스위칭 인터리브 특성 시험 및 CP/CR 제어시 동특성을 설명한다.Referring to FIG. 16, a switching interleave characteristic test and dynamic characteristics during CP/CR control will be described.
CP 지령치는 20[kW]이고 저항특성을 분석하기 위해 가변저항 설정을 0.8[Hz]로 최소 최대 저항값을 7-200[Ω]의 삼각파로 설정하였는데, 도 16에 나타난 바와 같이 양호함 CP/CR 동작을 확인할 수 있다.The CP command value is 20 [kW], and the variable resistance setting was set to 0.8 [Hz] and the minimum and maximum resistance value was set to a triangular wave of 7-200 [Ω] to analyze the resistance characteristics. As shown in FIG. 16, good CP/ CR operation can be confirmed.
이상에서 살펴본 바와 같이, CC/CV/CP/CR에 대한 전반적인 동특성을 분석한 결과 양호한 성능을 검증하였다.As discussed above, good performance was verified as a result of analyzing the overall dynamic characteristics for CC/CV/CP/CR.
따라서, 본 발명에 의하면 저가형 대용량 DC 전자부하기의 타당성을 확인할 수 있다.Therefore, according to the present invention, the feasibility of a low-cost, high-capacity DC electronic load can be confirmed.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.The present invention described above is not limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, but is limited by the claims to be described later, and the configuration of the present invention can be varied within a range that does not deviate from the technical spirit of the present invention. It can be easily changed and modified by those skilled in the art to which the present invention belongs.
100 : 전자부하기
110 : DC 전력 변환부
120 : 손실 필터
130 : 부하 제공부
131, 132, 133, 134, 135, 136 : 부하 모듈100: electronic load
110: DC power conversion unit
120: loss filter
130: load providing unit
131, 132, 133, 134, 135, 136: load module
Claims (9)
상기 손실 필터의 출력을 입력받고, 상기 손실 필터의 출력단에 병렬 연결되는 복수의 부하 모듈을 포함하는 부하 제공부;를 포함하며,
상기 손실 필터는,
일 단이 제1 입력단에 연결되고, 타 단이 제1 출력단에 연결되는 필터 저항; 및
일 단이 상기 필터 저항의 상기 타 단에 연결되고, 타 단이 제2 입력단 및 제2 출력단에 연결되는 필터 커패시터;를 포함하고,
상기 부하 모듈은,
하프 브리지 스위치 모듈, 상기 하프 브리지 스위치 모듈의 제1 스위치 및 제2 스위치에 연결되는 제1 저항 및 상기 하프 브리지 스위치 모듈의 제2 스위치에 연결되는 제2 저항으로 구성되되,
상기 제1 저항은, 일 단이 상기 필터 저항의 상기 타 단에 연결되고, 타 단이 상기 제1 스위치의 일 단 및 상기 제2 스위치의 타 단에 연결되고,
상기 제2 저항은, 일 단이 상기 필터 저항의 상기 타 단에 연결되고, 타 단이 상기 제2 스위치의 일 단에 연결되고,
상기 제2 스위치는, 일 단이 상기 제2 저항의 상기 타 단에 연결되고, 타 단이 상기 제1 저항의 타 단 및 상기 제1 스위치의 일 단에 연결되며,
상기 제1 스위치는, 일 단이 상기 제1 저항의 타단 및 상기 제2 스위치의 타 단에 연결되고, 타 단이 상기 필터 커패시터의 상기 타 단에 연결되는 것
을 특징으로 하는 전자부하기.
a loss filter including a filter resistor and a filter capacitor and outputting an output waveform that increases or decreases according to a value of an input signal; and
A load providing unit including a plurality of load modules receiving an output of the loss filter and connected in parallel to an output terminal of the loss filter;
The loss filter,
a filter resistor having one end connected to a first input end and the other end connected to a first output end; and
A filter capacitor having one end connected to the other end of the filter resistor and the other end connected to a second input end and a second output end,
The load module,
A half bridge switch module, a first resistor connected to the first switch and the second switch of the half bridge switch module, and a second resistor connected to the second switch of the half bridge switch module,
The first resistor has one end connected to the other end of the filter resistor and the other end connected to one end of the first switch and the other end of the second switch;
The second resistor has one end connected to the other end of the filter resistor and the other end connected to one end of the second switch;
The second switch has one end connected to the other end of the second resistor and the other end connected to the other end of the first resistor and one end of the first switch,
The first switch has one end connected to the other end of the first resistor and the other end of the second switch, and the other end connected to the other end of the filter capacitor.
An electronic load characterized by
서로 병렬 연결되는 6 조의 상기 부하 모듈로 구성되는 것
을 특징으로 하는 전자부하기.
The method of claim 1, wherein the load providing unit,
Consisting of 6 sets of the load modules connected in parallel with each other
An electronic load characterized by
상기 부하 제공부에 포함된 상기 6 조의 부하 모듈은 상호 인터리브 방식으로 동작하는 것
을 특징으로 하는 전자부하기.
According to claim 4,
The six sets of load modules included in the load providing unit operate in a mutually interleaved manner.
An electronic load characterized by
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 OFF 동작하여, 전류 iR이 0 레벨로 출력되는 제0 모드;
상기 제1 스위치가 ON 동작하고 상기 제2 스위치가 OFF 동작하여, 전류 iR이 1 레벨로 출력되는 제1 모드; 및
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 ON 동작하여, 전류 iR이 2 레벨로 출력되는 제2 모드;
중 어느 하나로 동작하는 것을 특징으로 하는 전자부하기.
The method of claim 1, wherein the load module,
a 0th mode in which the first switch and the second switch are turned off to output a current i R at a level of 0;
a first mode in which the first switch operates ON and the second switch operates OFF, so that current i R is output at a level of 1; and
a second mode in which the first switch and the second switch are turned on to output current i R at two levels;
Electronic load, characterized in that operated by any one of.
상기 제1 스위치의 ON 타임, OFF 타임 및 상기 제2 스위치의 ON 타임, OFF 타임이 서로 상응하도록 제어되어, 상기 부하 제공부의 출력이 전류 추종 특성을 가지는 것
을 특징으로 하는 전자부하기.
The method of claim 6, wherein the load module,
The ON time and OFF time of the first switch and the ON time and OFF time of the second switch are controlled to correspond to each other, so that the output of the load providing unit has a current following characteristic.
An electronic load characterized by
상기 제1 스위치의 ON 타임과 상기 제2 스위치의 OFF 타임이 서로 상응하며, 상기 제1 스위치의 ON 타임과 OFF 타임이 서로 상이하도록 제어되어, 상기 부하 제공부의 출력이 저항 추종 특성을 가지는 것
을 특징으로 하는 전자부하기.
The method of claim 6, wherein the load module,
The ON time of the first switch and the OFF time of the second switch correspond to each other, and the ON time and OFF time of the first switch are controlled to be different from each other, so that the output of the load providing unit has resistance following characteristics.
An electronic load characterized by
상기 손실 필터의 입력단에 연결되고, 교류 입력을 제공받아 DC(Direct Current) 전력을 출력하는 DC 전력 변환부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부하기.
The method of claim 1, wherein the electronic load
a DC power conversion unit connected to an input terminal of the loss filter, receiving an AC input and outputting DC (Direct Current) power;
Electronic load further comprising a.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20200162382 | 2020-11-27 | ||
| KR1020200162382 | 2020-11-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220074666A KR20220074666A (en) | 2022-06-03 |
| KR102571671B1 true KR102571671B1 (en) | 2023-08-29 |
Family
ID=81983491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210007618A KR102571671B1 (en) | 2020-11-27 | 2021-01-19 | Electronic Load using Multilevel Interleaved Converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102571671B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6211726B1 (en) | 1999-06-28 | 2001-04-03 | International Business Machines Corporation | Low voltage, high-current electronic load |
| JP2010223896A (en) | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Kikusui Electr0Nics Corp | Controller for charge-discharge test and charge-discharge testing method |
| US9429629B1 (en) | 2013-03-11 | 2016-08-30 | Magna-Power Electronics, Inc. | Electronic loads |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101211815B1 (en) | 2011-09-09 | 2012-12-12 | 임혁순 | Single and muti channel regeneration type electronic load device for electric energy saving |
| KR101687202B1 (en) * | 2015-01-28 | 2016-12-16 | 한국항공우주연구원 | Interface Apparatus of Electrical Ground Support Equipment |
-
2021
- 2021-01-19 KR KR1020210007618A patent/KR102571671B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6211726B1 (en) | 1999-06-28 | 2001-04-03 | International Business Machines Corporation | Low voltage, high-current electronic load |
| JP2010223896A (en) | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Kikusui Electr0Nics Corp | Controller for charge-discharge test and charge-discharge testing method |
| US9429629B1 (en) | 2013-03-11 | 2016-08-30 | Magna-Power Electronics, Inc. | Electronic loads |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220074666A (en) | 2022-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6850045B2 (en) | Multi-phase and multi-module power system with a current share bus | |
| CN101103513B (en) | Method and device for the operation of a converter circuit comprising an LCL filter | |
| CN101741249B (en) | Current balancing circuit and method | |
| CN102055332B (en) | Hysteretic controlled buck-boost converter | |
| Ogura et al. | Time-sharing boost chopper cascaded dual mode single-phase sinewave inverter for solar photovoltaic power generation system | |
| CN105262328B (en) | A kind of input filter on power electronic system | |
| CN105991030B (en) | Enhanced peak current mode PWM switching regulator | |
| CN1578086A (en) | Switching regulator control circuit | |
| Abdel‐Rahim et al. | Five‐level one‐capacitor boost multilevel inverter | |
| US20210389376A1 (en) | Testing circuit, system and control method for multiple submodules of cascaded converter | |
| US6937000B2 (en) | Cross regulation and methods for controlling boost converter | |
| Yerra et al. | Single stage three-level interleaved buck converter with current self-balancing for improved point-of-load performance | |
| KR102571671B1 (en) | Electronic Load using Multilevel Interleaved Converter | |
| CN104348368A (en) | Control method implemented in a variable speed drive | |
| Iijima et al. | Optimized short-through time distribution for inductor current ripple reduction in Z-source inverters using space-vector modulation | |
| Güler | Multi-objective cost function based finite control set-sliding mode control strategy for single-phase split source inverters | |
| JP5040585B2 (en) | Power conversion system | |
| Agelidis et al. | Optimum non-deterministic pulse-width modulation for three-phase inverters | |
| CN110426649B (en) | Single-phase test method and system for cascaded converter submodule | |
| US20230147775A1 (en) | Common-mode voltage injection control method and apparatus for inverter | |
| KR20200001498A (en) | Modulation method and apparatus of Modular Multi-level converter operated in nearest level control | |
| Hu et al. | A Capacitor-Cross-Connected Boost Converter with Duty Cycle< 0.5 Control for Extended Conversion-Ratio and Soft Start-Up | |
| KR102393680B1 (en) | Multi-Level Step-Up DC-DC Converter With High Conversion Ratio | |
| Hulea et al. | Valley current mode control of a bi-directional hybrid DC-DC converter | |
| JP2022124831A (en) | Power converting device and control method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |