일반기술

교류-교류 직류 변환이 가능한 전자식 전력변압기

본 기술은 양방향 PPM(Pulse Phase Modulation) 스위칭기술을 바탕으로 극성반전기능과, 단위 역률의 연속적인 가변이 가능한 정현전압을 공급할 수 있을 뿐 아니라 일정한 DC전압도 공급할 수 있는 새로운 개념의 전자식 전력변압기에 관한 것이다 본 기술에 의한 AC-AC/DC변환이 가능한 전자식 전력변압기의 구성은 다음과 같다. 즉, 교류전원과, 교류전원과 연결되며, 제1 리액턴스, 제1 커패시터, 제2 커패시터, 제2 리액턴스의 순으로 직렬 연결된 회로장치와, 입력전압을 변조하기 위해 회로장치의 리액턴스와 커패시터 사이에서 분기되어 연결되며, 서로 직렬 연결되고 데드타임 이외의 시간에는 서로 교대로 스위칭되는 제1 및 제3 양방향 스위치와, 제1 및 제3 양방향 스위치와 병렬로 연결되며, 서로 직렬 연결되고 데드타임 이외의 시간에는 서로 교대로 스위칭되는 제2 및 제4 양방향 스위치와, 변압기와, 제2 및 제4 양방향 스위치의 사이에서 분기되어 변압기의 1차측 코일을 이루며, 회로장치내 두 커패시터의 사이 지점 또는 제1 및 제3 양방향 스위치의 사이 지점 중 하나를 선택하여 연결하는 전환 스위치와, 변압기에 의해 유기된 전압을 복조하기 위해 전력라인 주파수의 매 양(+) 및 음(-)의 반주기마다 동작하며, 변압기와 전기적으로 연결되며 서로 직렬 연결되고 데드타임 이외의 시간에는 서로 교대로 스위칭되는 제5 및 제6 양방향 스위치와, 제5 양방향 스위치와 제6 양방향 스위치의 사이 지점과 변압기로부터 분기되며, 서로 직렬 연결된 제3 리액턴스 및 부하와, 제3 리액턴스의 후단에서 부하와 병렬 연결되는 커패시터를 포함하여 구성된다. 이때, 양방향 스위치는 한쌍의 단방향 스위치 소자의 조합으로 구성이 가능하다.- 입출력이 정현파인 AC-AC변환기의 적용분야는 기존의 전력변압기가 널리 이용되고 있는 것처럼 앞으로 모든 전력전자분야에 적용되어 이용될 것으로 기대됨- 나라마다 통일되지 못한 전압규격과 사용하고자 하는 기기마다 다른 전원을 공급받기 위해 탭이 설치된 변압기를 사용해야 하는 번거로움을 해결할 수 있음- 전체 시스템에서 상용주파수(60Hz)성분의 전원을 변압기를 통해 승압 또는 강압하기 위해서는 전체용량이 커질 경우 변압기가 차지하는 크기나 무게도 증가하게 되는 비효율성을 초래하게 되나, 제안한 전자식 전력 변압기를 이용할 경우 전체시스템의 부피나 무게의 대부분을 차지하는 변압기의 부피나 무게를 최소화할 수 있음- 상용전원에서 DC전압을 공급하기 위해서 별도의 어뎁터를 설치해야하는 부담을 해결할 수 있어 보다 경제적인 변압기를 제공할 수 있음