Departmental Bulletin Paper 高力率単相AC/DCコンバータにおけるリップル補償回路のエネルギーベースでのディジタル制御法
コウリキリツ タンソウ AC/DC コンバータ ニオケル リップル ホショウ カイロ ノ エネルギー ベース デノ ディジタル セイギョホウ
Energy-based digital control of a ripple correction circuit in a unity-power-factor single-phase AC/DC converter

中山, 裕輔  ,  大塚, 雄太  ,  加藤, 利次  ,  井上, 馨  ,  ナカヤマ, ユウスケ  ,  オオツカ, ユウタ  ,  カトウ, トシジ  ,  イノウエ, カオル  ,  Nakayama, Yusuke  ,  Otsuka, Yuta  ,  Kato, Toshiji  ,  Inoue, Kaoru

56 ( 2 )  , pp.69 - 79 , 2015-07-31 , 同志社大学ハリス理化学研究所 , Transcription:ドウシシャ ダイガク ハリス リカガク ケンキュウジョ , Alternative:Harris Science Research Institute of Doshisha University
ISSN:21895937
NCID:AA12716107
Description
単相高力率AC/DCコンバータは入力電力に2倍の周波数のリップル成分を含む。通常、リップルを低減するために大容量なアルミ電解キャパシタが挿入される。しかし、この方法では回路の大型化と低寿命が問題となる。そこで、リップル吸収のための代替としてのバッファ回路が必要である。本論文では出力キャパシタと並列に接続した双方向昇圧チョッパを用いてリップル電流をエネルギーバッファとして吸収するリップル補償回路のディジタル制御法について提案する。その制御法は新しく、そのアイデアは入出力電力の離散化エネルギーバランス方程式に基づくために、制御則は力率改善回路だけでなく主回路にも適用される。それは、力率1のために電流ゲインを制御し、さらに出力キャパシタのリップルを低減するために、2つのサンプルレートからなる新しいマルチレートディジタル制御に基づいている。その後、提案制御法はsaberを用いたシミュレーションを通して検証される。最後にSimulinkのS関数モデルより自動的に生成したC言語によるディジタル制御プログラに基づいて、dSPACEによるディジタル制御回路によりリップル低減効果を実験により検証する。
A unity-factor AC/DC converter in single-phase has a double-frequency ripple component in the input power. Usually a large aluminum electrolytic capacitor is inserted to reduce the ripple. However, the method has size and aging problems. It is necessary to develop an alternative energy buffer circuit to absorb the ripple power. This paper proposes a digital control method of a ripple correction circuit which is a bidirectional boost chopper in parallel with the small output capacitor and absorbs the ripple current as an energy buffer. The control scheme is new and applied not only to the correction circuit but also to the main circuit because the idea is based on the energy balance discrete equation between the input and the output powers. First the proposed ripple correction method and the control scheme is described. It is based on a new multirate digital control method which has two sample rates to control its current gain for the unity power factor and to reduce the ripples from the output capacitor. Then the proposed control method is validated through simulation with Saber. Finally it is validated through experiment for its ripple reduction effects with a dSPACE-based digital control circuit where the digital control C codes are automatically generated from Simulink S-function models.
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https://doors.doshisha.ac.jp/duar/repository/ir/22618/023056020001.pdf

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