KOKA059 December   2022 AMC1202 , AMC1302 , AMC1306M05 , AMC22C11 , AMC22C12 , AMC23C10 , AMC23C11 , AMC23C12 , AMC23C14 , AMC23C15 , AMC3302 , AMC3306M05

 

  1.   1
  2.   요약
  3.   상표
  4. 1머리말
    1. 1.1 전기 자동차용 DC 충전소
    2. 1.2 전류 감지 기술 선택 및 동급 모델
      1. 1.2.1 션트 기반 솔루션으로 전류 감지
      2. 1.2.2 감지 기술의 동급 모델
  5. 2AC/DC 컨버터의 전류 감지
    1. 2.1 AC/DC의 기본 하드웨어 및 제어 설명
      1. 2.1.1 AC 전류 제어 루프
      2. 2.1.2 DC 전압 제어 루프
    2. 2.2 지점 A 및 B – AC/DC AC 위상 전류 감지
      1. 2.2.1 대역폭의 영향
        1. 2.2.1.1 정상 상태 분석: 기본 및 제로 크로싱 전류
        2. 2.2.1.2 과도 현상 분석: 스텝 전력 및 전압 저하 응답
      2. 2.2.2 지연의 영향
        1. 2.2.2.1 고장 분석: 그리드 단락
      3. 2.2.3 게인 오류의 영향
        1. 2.2.3.1 게인 오류로 인한 AC/DC의 전력 장애
        2. 2.2.3.2 게인 오류로 인한 전력 장애에 대한 AC/DC 응답
      4. 2.2.4 오프셋의 영향
    3. 2.3 지점 C 및 D – AC/DC 링크 전류 감지
      1. 2.3.1 대역폭이 피드포워드 성능에 미치는 영향
      2. 2.3.2 지연이 전원 스위치 보호에 미치는 영향
      3. 2.3.3 게인 오류가 전력 측정에 미치는 영향
        1. 2.3.3.1 과도 현상 분석: 지점 D의 피드포워드
      4. 2.3.4 오프셋의 영향
    4. 2.4 지점 A, B, C1/2 및 D1/2및 제품 제안의 장점과 단점 요약
  6. 3DC/DC 컨버터의 전류 감지
    1. 3.1 위상 변이 제어를 사용하는 절연 DC/DC 컨버터의 기본 작동 원리
    2. 3.2 지점 E, F-DC/DC 전류 감지
      1. 3.2.1 대역폭의 영향
      2. 3.2.2 게인 오류의 영향
      3. 3.2.3 오프셋 오류의 영향
    3. 3.3 지점 G - DC/DC 탱크 전류 감지
    4. 3.4 감지 지점 E, F, G 및 제품 제안 요약
  7. 4결론
  8. 5참고 자료

2.2.3.2 게인 오류로 인한 전력 장애에 대한 AC/DC 응답

그림 2-14에서는 일반 전압 컨트롤러 및 발전소의 등가 모델을 보여줍니다.

발전소 모델을 사용한 간소화된 DC 버스 전압 제어 루프그림 2-14 발전소 모델을 사용한 간소화된 DC 버스 전압 제어 루프

그림 2-14에 나와 있듯이, 이전에 분석적으로 도출된 용어(방정식 8)는 루프에 전압 제어 성능을 점검하기 위한 장애로 도입되었습니다. 제어 루프 토폴로지를 관찰하면 PI 컨트롤러의 통합적인 부분이 있기 때문에 DC 장애 방정식 8로 인한 정상 상태 오류가 완전히 거부된다는 것을 알 수 있습니다. 반대로 장애의 AC 부품은 완전히 거부될 수 없으므로 전압 리플이 발생합니다.

AC 측에 사용된 전류 센서의 최대 허용 가능한 게인 오류를 평가하기 위해 다음 가설을 적용하여 시뮬레이션을 실행했습니다.

  • 리플 전압 극대화를 위해 최소 정격 전압에서 작동하는 DC 버스 전압(650V)
  • AC와 DC 측 사이의 최대 전력 교환으로 전력 장애 증가(11kW)
  • 다음과 같이 최악의 시나리오에 도달하기 위해 적용된 3개의 위상에 대한 게인 오류:
    ε1 = –ε2 = –ε3;
  • 모든 시뮬레이션에서 전류 제어 루프 대역폭이 일정하게 유지(3kHz)
  • AC 필터는 프라임 전류 센싱을 사용할 때 공칭 출력 전력에서 THD를 3% 미만으로 유지하도록 설계되었습니다.
  • 전력선 주파수는 50Hz입니다.

그림 2-15에서는 다른 게인 오류가 있는 센서와 작동하는 AC/DC 컨버터의 시뮬레이션 결과를 보여줍니다.

DC 링크 대역폭과 게인 오류를 매개 변수로 하여 시간에 따른 DC 링크 전압 리플그림 2-15 DC 링크 대역폭과 게인 오류를 매개 변수로 하여 시간에 따른 DC 링크 전압 리플

다음 결과는 그림 2-15에서 제공합니다.

  1. DC 링크의 100Hz 리플 전압. 이는 전류 센싱 단계의 게인 오류에 의해 주입된 전력 리플에 의해 발생합니다.
  2. 이론에 의해 확인된 바와 같이 PI 컨트롤러의 통합 부품 덕분에 모든 경우의 전압 평균값은 정상 상태에 도달했을 때 여전히 동일합니다.
  3. DC 링크 전압 리플은 DC 링크 전압 제어 루프의 대역폭과 상관됩니다. 전압 제어 루프의 대역폭이 충분히 높은 경우 컨트롤러는 그리드 THD를 희생하여 매우 빠른 전류 루프를 제어함으로써 리플 전압을 제거하려고 합니다.

이 예에서는 전압 제어 루프의 400Hz 대역폭과 전류 센서의 3.7%의 게인 오류가 쌍을 이루어, 게인 오류 없는 이상적인 전류 센서를 갖춘 3% THD와 3.3%의 THD를 생성합니다. 또는 전압 제어 루프의 저대역폭은 그리드 측에서 THD가 낮지만 DC 링크의 리플 전압은 허용 불가능한 수준으로 증가할 수 있습니다. DC 링크에 전압 리플이 있으면 배터리의 전력 리플이 발생할 수 있으며 이를 용인할 수 없습니다. 또한 저전압 제어 루프 대역폭은 낮은 부하 단계 응답으로 이어집니다.

결론적으로, 게인 오류가 3.7%인 스위칭 노드에 위치한 전류 센서는 그리드 전류 THD가 10% 이상 증가할 수 있습니다. 이러한 증가를 보상하기 위해 입력 필터의 볼륨은 4% 이상 성장하여 컨버터의 그리드 측에서 3% 미만의 THD 설계 목표를 달성해야 합니다.