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WO2020101310A1 - Reactance varying device using variable resistor, and method for controlling same - Google Patents

Reactance varying device using variable resistor, and method for controlling same Download PDF

Info

Publication number
WO2020101310A1
WO2020101310A1 PCT/KR2019/015295 KR2019015295W WO2020101310A1 WO 2020101310 A1 WO2020101310 A1 WO 2020101310A1 KR 2019015295 W KR2019015295 W KR 2019015295W WO 2020101310 A1 WO2020101310 A1 WO 2020101310A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reactance
variable
variable resistor
resistance value
resistance
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/015295
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
박종후
김경탁
Original Assignee
숭실대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 숭실대학교 산학협력단 filed Critical 숭실대학교 산학협력단
Publication of WO2020101310A1 publication Critical patent/WO2020101310A1/en

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F21/00Variable inductances or transformers of the signal type
    • H01F21/02Variable inductances or transformers of the signal type continuously variable, e.g. variometers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C10/00Adjustable resistors

Definitions

  • the present invention relates to a reactance variable device using a variable resistor and a control method thereof, and more particularly, to a reactance variable device using a variable resistor capable of variable control of reactance by an inductor or capacitor and a control method thereof.
  • an inductor means a coil that induces a voltage in proportion to the amount of change in current.
  • the inductance exhibits a property that interferes with the flow of electric current due to a change in the magnetic field generated inside or around the coil.
  • Inductors used in power conversion circuits such as DC-DC converters, DC-AC inverters, etc. mainly have functions of current smoothing, current suppression, energy storage, and removal of high-frequency components of voltage and current due to semiconductor switching elements.
  • Most inductors used in power conversion circuits have a fixed inductance value. Accordingly, it is not possible to properly respond to the newly required inductance value due to the surrounding environment or circuit changes.
  • variable inductors can be used.
  • the variable inductor mainly has a structure including a coil and a core.
  • Conventional variable inductors change the position of the core or generate additional magnetic force in the core to vary the inductance value using the magnetic saturation of the coil.
  • One aspect of the present invention provides a variable reactance variable device using a variable resistor and a control method of the reactance by using a characteristic in which a current flow is distributed according to a resistance value in a parallel connection structure.
  • the reactance variable device using the variable resistance of the present invention for solving the above problems is connected in series with a plurality of reactance elements connected in parallel and at least one reactance element among the plurality of reactance elements, and the plurality of reactances according to a change in resistance value It includes a variable resistor for dispersing the current flowing through the element to vary the reactance by the plurality of reactance elements.
  • the feedback control method may further include a subtle controller for generating resistance value information of the variable resistor for generating a target reactance.
  • the irregular controller detects an electrical parameter from the plurality of reactance elements, calculates an error by comparing the electrical parameter with a target parameter, and uses the calculated error to vary the variable required to follow the target parameter. Resistance value information of a resistance can be generated.
  • variable resistor may be implemented as a transistor in which the resistance value between the drain and the source changes according to the gate voltage.
  • a feedback controller may further include a subtle controller that generates information on the gate voltage for generating a target reactance and applies the information on the gate voltage to the variable resistor.
  • the gate controller may also control the gate voltage so that the transistor operates in an ohmic region.
  • the plurality of reactance elements generate a reactance that varies within a range between reactance by the plurality of reactance elements connected in parallel and reactance by any one of the reactance elements of the plurality of reactance elements connected in series. I can do it.
  • the reactance variable device using the variable resistance of the present invention is connected in parallel with a plurality of reactance elements connected in series and at least one reactance element among the plurality of reactance elements, and current is distributed to a reactance element connected in parallel according to a change in the resistance value.
  • a variable resistor for varying reactance by the plurality of reactance elements is connected in parallel with a plurality of reactance elements connected in series and at least one reactance element among the plurality of reactance elements, and current is distributed to a reactance element connected in parallel according to a change in the resistance value.
  • a variable resistor for varying reactance by the plurality of reactance elements.
  • a feedback controller may further include a subtle controller that generates resistance value information of the variable resistor for generating a target reactance.
  • the control method of the reactance variable device using the variable resistance includes detecting electrical parameters from the plurality of reactance elements, calculating an error between the electrical parameters and target parameters, and calculating the target parameters to follow. Generating resistance value information of a variable resistor connected to at least one reactance element among the plurality of reactance elements by using an error, and the resistance value so that current flowing through the plurality of reactance elements can be distributed by the variable resistor. And changing the resistance value of the variable resistor using information.
  • the present invention it is possible to minimize its own power consumption for variable reactance, and when applied to a power conversion system, it is possible to generate reactance that can optimize the performance of the system, and continuous reactance can be varied.
  • FIG. 1 is a view showing a reactance variable device using a variable resistor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example in which the reactance element shown in FIG. 1 is provided as an inductor.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example in which the reactance element illustrated in FIG. 1 is provided as a capacitor.
  • FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an example in which a reactance element is provided as an inductor in a reactance variable device using a variable resistor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an example in which a reactance element is provided as a capacitor in a reactance variable device using a variable resistor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart of a method for controlling a reactance variable device using a variable resistor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing a reactance variable device using a variable resistor according to an embodiment of the present invention.
  • the reactance variable apparatus 1000 using a variable resistor includes a plurality of reactance elements 110 and 120, a variable resistor 200, and a weak controller 300. Can be.
  • the reactance variable apparatus 1000 using a variable resistor may form one variable reactance element by a plurality of reactance elements 110 and 120 and the variable resistor 200, and such variable reactance
  • the element has a fixed reactance by a plurality of reactance elements 110 and 120, and it is possible to vary the fixed reactance according to a change in the resistance value of the variable resistor 200.
  • the reactance variable device 1000 using a variable resistor according to an embodiment of the present invention may generate a desired reactance value within a variable range of reactance by the feedback controller-based control controller 300.
  • the reactance variable device 1000 using a variable resistor according to an embodiment of the present invention can be used as a variable reactance element that is normally required in a power conversion system, and can generate a reactance that can optimize the performance of the system. have.
  • the reactance variable device 1000 using a variable resistor may include at least two reactance elements 110 and 120.
  • the first reactance element 110 and the second reactance are described.
  • Two reactance elements of the element 120 are provided as an example.
  • the first reactance element 110 and the second reactance element 120 may be implemented as an inductor generating an inductive reactance or a capacitor generating a capacitive reactance.
  • the first reactance element 110 and the second reactance element 120 are illustrated as an example of an inductor, the first reactance element 110 and the second reactance element 120 are both capacitors.
  • the first reactance element 110 and the second reactance element 120 may be implemented by combining an inductor and a capacitor, respectively.
  • the first reactance element 110 and the second reactance element 120 are connected in parallel to each other, so that currents may be dispersed and flow.
  • the variable resistor 200 is a variable resistor element capable of adjusting the resistance value.
  • variable resistor 200 may be implemented as a transistor in which the resistance value between the drain and the source varies according to the gate voltage.
  • the gate voltage of the transistor may be controlled to operate in an ohmic region, and the gate voltage may be controlled according to a signal applied from the subtle controller 300 described later.
  • the variable resistor 200 may be connected in series with at least one of the first reactance element 110 and the second reactance element 120.
  • the variable resistor 200 is illustrated as being connected to the first reactance element 110, but may alternatively be connected to the second reactance element 120, or, the first reactance element 110 and the second Each of the reactance elements 120 may be connected.
  • variable resistor 200 adjusts the resistance value to disperse the currents flowing through the first reactance element 110 and the second reactance element 120, thereby reacting by the first reactance element 110 and the second reactance element 120. Can be varied. A detailed description in this regard will be described later with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the floating controller 300 is a linear or nonlinear controller, and may generate resistance value information of the variable resistor 200 for generating a target reactance in a feedback control method.
  • the floating controller 300 may detect predetermined electrical parameters corresponding to the element associated with the reactance value from the first reactance element 110 and the second reactance element 120.
  • the floating controller 300 may be connected to the first reactance element 110 and the second reactance element 120 directly or indirectly, or directly or indirectly to the power conversion system to detect various electrical parameters.
  • the floating controller 300 may include at least one of voltage, current, phase, and magnitude observed at a predetermined portion of the first reactance element 110, second reactance element 120, or circuit element constituting the power conversion system. Electrical parameters including one can be detected.
  • the variable controller 300 can receive the target parameter from the outside, calculates an error by comparing the detected electrical parameter with the target parameter, and uses the calculated error to vary the resistance 200 required for tracking the target parameter It is possible to generate the resistance value information. That is, the poor controller 300 sets the target parameter as a reference value, and allows the currently measured electrical parameter to follow the reference value. Real-time calculation of errors between each other and generation of resistance value information to offset the error may be generated. .
  • the resistance value information may correspond to the gate voltage (or current) of the variable resistor 200 implemented by a transistor.
  • the negative controller 300 may apply a signal corresponding to the resistance value information to the variable resistor 200 to control the resistance value for generating a target reactance from the variable resistor 200. That is, the sub-controller 300 may control the resistance of the variable resistor 200 by a feedback control method, thereby ultimately controlling the reactance value by the first reactance element 110 and the second reactance element 120. have.
  • FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example in which the reactance element illustrated in FIG. 1 is provided as an inductor
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example in which the reactance element illustrated in FIG. 1 is provided as a capacitor.
  • the first reactance element 110 and the second reactance element 120 shown in FIG. 1 are implemented with the first inductor 110 and the second inductor 120, respectively, as shown in FIG. 2, together with the variable resistor 200.
  • a variable reactance element of, or implemented as a first capacitor 150 and a second capacitor 160 as shown in FIG. 3 one variable reactance element may be formed together with the variable resistor 200.
  • the first inductor 110 and the second inductor 120 may be connected in parallel, and the variable resistor 200 may be connected in series with the first inductor 110.
  • the impedance of the variable reactance element formed as shown in FIG. 2 is divided into an inductive reactance by the first inductor 110 and the second inductor 120 and a resistance by the variable resistor 200, as shown in Equation 1 below.
  • Equation 1 L 1 is the inductance of the first inductor 110, L 2 is the inductance of the second inductor 120, and R is the resistance of the variable resistor 200.
  • variable resistance 200 When the variable resistance 200 generates a sufficiently large resistance value, for example, a maximum resistance value within a variable resistance range, current may flow only to the second inductor 120. Accordingly, the equivalent reactance by the first inductor 110 and the second inductor 120 connected in parallel may be substantially changed to a single reactance by the second inductor 120.
  • variable resistance 200 When the variable resistance 200 generates a sufficiently small resistance value, for example, a resistance value close to 0, current may flow through the first inductor 110 and the second inductor 120.
  • the equivalent reactance by the first inductor 110 and the second inductor 120 connected in parallel may have a low reactance as compared with the case where the variable resistor 200 generates a sufficiently large resistance value.
  • the first capacitor 150 and the second capacitor 160 may be connected in parallel, and the variable resistor 200 may be connected in series with the first capacitor 150.
  • the impedance of the variable reactance element formed as shown in FIG. 3 is divided into the capacitance reactance by the first capacitor 150 and the second capacitor 160 and the resistance by the variable resistor 200, which is as shown in Equation 2 below.
  • Equation 2 C 1 denotes the capacitance of the first capacitor 150, C 2 denotes the capacitance of the second capacitor 160, and R denotes the resistance of the variable resistor 200.
  • variable resistor 200 When the variable resistor 200 generates a sufficiently large resistance value, for example, a maximum resistance value within a variable resistance range, current may flow only to the second capacitor 160. Accordingly, the equivalent reactance by the first capacitor 150 and the second capacitor 160 connected in parallel can be substantially changed to a single reactance by the second capacitor 160.
  • variable resistor 200 When the variable resistor 200 generates a sufficiently small resistance value, for example, a resistance value close to 0, current may flow through the first capacitor 150 and the second capacitor 160. In this case, the equivalent reactance by the first capacitor 150 and the second capacitor 160 connected in parallel may have a high reactance compared to the case where the variable resistor 200 generates a sufficiently large resistance value.
  • the reactance variable device using a variable resistance according to another embodiment of the present invention compared to the reactance variable device using a variable resistance according to an embodiment of the present invention shown in Figure 1, a plurality of reactance elements are connected in series , The variable resistor is different in that it is connected in parallel with at least one of the plurality of reactance elements, and the other features are the same. Therefore, only the characteristics of one variable reactance element formed by a plurality of reactance elements and variable resistors will be described, and descriptions of other components, such as a floating controller, will be replaced with those described above.
  • FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an example in which a reactance element is provided as an inductor in a reactance variable device using a variable resistor according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a variable circuit according to another embodiment of the present invention. It is a circuit diagram showing an example in which a reactance element is provided as a capacitor in a reactance variable device.
  • the first inductor 110 and the second inductor 120 may be connected in series, and the variable resistor 200 may be connected in parallel to the second inductor 120.
  • variable resistance 200 When the variable resistance 200 generates a specific resistance value within the variable resistance range, the current having the same size as the current applied to the first inductor 110 is distributed to the second inductor 120 and the variable resistance 200 Can flow. In this case, reactance by the first inductor 110 and the second inductor 120 connected in series may occur.
  • variable resistance 200 When the variable resistance 200 generates a sufficiently small resistance value, for example, a resistance value of 0, a current having the same size as the current applied to the first inductor 110 flows only toward the variable resistance 200, in series
  • the reactance by the connected first inductor 110 and the second inductor 120 may be substantially changed to a single reactance by the first inductor 110.
  • variable resistor 200 may change the resistance value so that no current is applied to the second inductor 120 connected in parallel to vary the reactance by the first inductor 110 and the second inductor 120.
  • the first capacitor 150 and the second capacitor 160 may be connected in series, and the variable resistor 200 may be connected in parallel with the second capacitor 160.
  • variable resistor 200 When the variable resistor 200 generates a specific resistance value within the variable resistance range, the current having the same size as the current applied to the first capacitor 150 is distributed to the second capacitor 160 and the variable resistor 200 Can flow. In this case, reactance by the first capacitor 150 and the second capacitor 160 connected in series may occur.
  • variable resistor 200 When the variable resistor 200 generates a sufficiently small resistance value, for example, a resistance value of 0, a current having the same size as the current applied to the first capacitor 150 flows only toward the variable resistor 200, in series The reactance by the connected first capacitor 150 and the second capacitor 160 may be substantially changed to a single reactance by the first capacitor 150.
  • variable resistor 200 may change the resistance value so that no current is applied to the second capacitor 160 connected in parallel to change the reactance by the first capacitor 150 and the second capacitor 160.
  • the reactance variable device 1000 using the variable resistance of the present invention can generate a desired reactance value within a variable range of a reactance element by using a characteristic in which a current flow is distributed according to a resistance value in a parallel connection structure.
  • the variable range of the reactance element may be a range between a single reactance by any one of the plurality of reactance elements and a reactance element connected in parallel or a reactance by a plurality of reactance elements connected in series.
  • the reactance variable device 1000 using the variable resistance of the present invention can minimize its own power consumption for variable reactance, and when applied to a power conversion system, generates a reactance that can optimize the performance of the system. And continuous reactance variable.
  • FIG. 6 is a flowchart of a control method of a reactance variable device using the variable resistance of the present invention.
  • the subtle controller 300 may detect electrical parameters from a plurality of reactance elements 110 and 120 (S10).
  • the floating controller 300 is directly or indirectly connected to the first reactance element 110 or the second reactance element 120, or includes the first reactance element 110 and the second reactance element 120 as circuit elements. It can be directly or indirectly connected to a system to detect electrical parameters corresponding to elements associated with reactance values.
  • the electrical parameter may include at least one of voltage, current, phase, and magnitude observed in the first reactance element 110 or the second reactance element 120.
  • the poor controller 300 may calculate an error between the detected electrical parameter and the target parameter (S20), and generate resistance value information of the variable resistor 200 using the calculated error (S30).
  • the poor controller 300 may receive a target parameter from the outside.
  • the target parameter may be a parameter corresponding to an element associated with a reactance value required by the power conversion system.
  • the sub-controller 300 sets the target parameter as a reference value, and causes the detected electrical parameter to follow the reference value. Real-time calculation of mutual errors and resistance value information for offsetting errors may be generated.
  • the resistance value information may correspond to the gate voltage (or current) of the variable resistor 200 implemented by a transistor.
  • the poor controller 300 may adjust the resistance value of the variable resistor 200 using the resistance value information (S40).
  • the negative controller 300 may apply a signal corresponding to the resistance value information to the variable resistor 200 to control the resistance value for generating a target reactance from the variable resistor 200. That is, the sub-controller 300 may control the resistance of the variable resistor 200 by the feedback control method, ultimately controlling the reactance value by the first reactance element 110 and the second reactance element 120. have.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Abstract

Disclosed are: a reactance varying device using a variable resistor; and a method for controlling same. The reactance varying device using a variable resistor comprises: a plurality of reactance elements connected in parallel; and a variable resistor connected in series with at least one reactance element from among the plurality of reactance elements, and dispersing a current flowing through the plurality of reactance elements according to changes in resistance value to vary the reactance due to the plurality of reactance elements.

Description

가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치 및 이의 제어방법Variable reactance device using variable resistor and control method therefor
본 발명은 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인덕터 또는 커패시터에 의한 리액턴스의 가변 제어가 가능한 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reactance variable device using a variable resistor and a control method thereof, and more particularly, to a reactance variable device using a variable resistor capable of variable control of reactance by an inductor or capacitor and a control method thereof.
일반적으로 인덕터는 전류의 변화량에 비례해 전압을 유도하는 코일을 의미한다. 인덕턴스는 코일의 내부나 주위에 발생하는 자기장의 변화로 전류의 흐름을 방해하는 성질을 나타낸다.Generally, an inductor means a coil that induces a voltage in proportion to the amount of change in current. The inductance exhibits a property that interferes with the flow of electric current due to a change in the magnetic field generated inside or around the coil.
DC-DC 컨버터, DC-AC 인버터 등과 같은 전력 변환 회로에 사용되는 인덕터의 경우 주로 전류 평활, 전류 억제, 에너지 저장, 반도체 스위칭 소자로 인한 전압과 전류의 고주파 성분 제거의 기능을 가진다. 전력 변환 회로에 이용되는 대부분의 인덕터는 고정된 인덕턴스 값을 가진다. 이에 따라 주변 환경이나 회로 변화로 인하여 새로이 요구되는 인덕턴스 값에 적절히 대응하지 못한다.Inductors used in power conversion circuits such as DC-DC converters, DC-AC inverters, etc. mainly have functions of current smoothing, current suppression, energy storage, and removal of high-frequency components of voltage and current due to semiconductor switching elements. Most inductors used in power conversion circuits have a fixed inductance value. Accordingly, it is not possible to properly respond to the newly required inductance value due to the surrounding environment or circuit changes.
그에 대한 대안으로 가변 인덕터를 사용할 수 있다. 가변 인덕터는 주로 코일과 코어를 포함한 구조를 가진다. 기존의 가변 인덕터는 코어의 위치를 변경하거나 코어에 부가적인 자기력을 생성하여 코일의 자기포화를 이용하여 인덕턴스 값을 가변시킨다.Alternatively, variable inductors can be used. The variable inductor mainly has a structure including a coil and a core. Conventional variable inductors change the position of the core or generate additional magnetic force in the core to vary the inductance value using the magnetic saturation of the coil.
하지만, 코어를 이동시키는 방식의 경우 코어의 무게가 무겁기 때문에 코어의 이동에 필요한 구동 액츄에이터의 전력 소모가 크다는 단점이 있으며, 부가적인 자기력을 이용하는 방식의 경우 자기 포화에 의한 에너지 손실이 유발되는 문제점이 있다.However, in the case of the method of moving the core, there is a disadvantage in that the power consumption of the driving actuator required for the movement of the core is large because the weight of the core is heavy, and in the case of the method using an additional magnetic force, energy loss due to magnetic saturation is caused. have.
본 발명의 일측면은 병렬 연결 구조에 있어서 저항값에 따라 전류의 흐름이 분산되는 특성을 이용하여 리액턴스를 가변시키는 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치 및 이의 제어방법을 제공한다.One aspect of the present invention provides a variable reactance variable device using a variable resistor and a control method of the reactance by using a characteristic in which a current flow is distributed according to a resistance value in a parallel connection structure.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치는 병렬 연결된 복수의 리액턴스 소자 및 상기 복수의 리액턴스 소자 중 적어도 하나의 리액턴스 소자와 직렬 연결되며, 저항값의 변화에 따라 상기 복수의 리액턴스 소자에 흐르는 전류를 분산시켜 상기 복수의 리액턴스 소자에 의한 리액턴스를 가변시키는 가변저항을 포함한다.The reactance variable device using the variable resistance of the present invention for solving the above problems is connected in series with a plurality of reactance elements connected in parallel and at least one reactance element among the plurality of reactance elements, and the plurality of reactances according to a change in resistance value It includes a variable resistor for dispersing the current flowing through the element to vary the reactance by the plurality of reactance elements.
한편, 피드백 제어 방식으로 목표로 하는 리액턴스를 발생시키기 위한 상기 가변저항의 저항값 정보를 생성하는 부궤한 제어기를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the feedback control method may further include a subtle controller for generating resistance value information of the variable resistor for generating a target reactance.
또한, 상기 부궤한 제어기는, 상기 복수의 리액턴스 소자로부터 전기적 파라미터를 검출하고, 상기 전기적 파라미터와 목표 파라미터를 비교하여 오차를 연산하고, 연산된 오차를 이용하여 상기 목표 파라미터의 추종에 요구되는 상기 가변저항의 저항값 정보를 생성할 수 있다.In addition, the irregular controller detects an electrical parameter from the plurality of reactance elements, calculates an error by comparing the electrical parameter with a target parameter, and uses the calculated error to vary the variable required to follow the target parameter. Resistance value information of a resistance can be generated.
또한, 상기 가변저항은, 게이트 전압에 따라 드레인-소스 간의 저항값이 변하는 트랜지스터로 구현될 수 있다.In addition, the variable resistor may be implemented as a transistor in which the resistance value between the drain and the source changes according to the gate voltage.
또한, 피드백 제어 방식으로 목표로 하는 리액턴스를 발생시키기 위한 상기 게이트 전압의 정보를 생성하고, 상기 게이트 전압의 정보를 상기 가변저항으로 인가하는 부궤한 제어기를 더 포함할 수 있다.In addition, a feedback controller may further include a subtle controller that generates information on the gate voltage for generating a target reactance and applies the information on the gate voltage to the variable resistor.
또한, 상기 부궤한 제어기는, 상기 트랜지스터가 오믹(ohmic) 영역에서 동작할 수 있도록 상기 게이트 전압을 제어할 수 있다.The gate controller may also control the gate voltage so that the transistor operates in an ohmic region.
또한, 상기 복수의 리액턴스 소자는, 병렬 연결된 상기 복수의 리액턴스 소자에 의한 리액턴스 및 상기 복수의 리액턴스 소자 중 상기 가변저항이 직렬 연결된 어느 하나의 리액턴스 소자에 의한 리액턴스 사이의 범위 내에서 가변되는 리액턴스를 발생시킬 수 있다.In addition, the plurality of reactance elements generate a reactance that varies within a range between reactance by the plurality of reactance elements connected in parallel and reactance by any one of the reactance elements of the plurality of reactance elements connected in series. I can do it.
한편, 본 발명의 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치는 직렬 연결된 복수의 리액턴스 소자 및 상기 복수의 리액턴스 소자 중 적어도 하나의 리액턴스 소자와 병렬 연결되며, 저항값의 변화에 따라 병렬 연결된 리액턴스 소자로 전류가 분산되지 않도록 하여 상기 복수의 리액턴스 소자에 의한 리액턴스를 가변시키는 가변저항을 포함한다.On the other hand, the reactance variable device using the variable resistance of the present invention is connected in parallel with a plurality of reactance elements connected in series and at least one reactance element among the plurality of reactance elements, and current is distributed to a reactance element connected in parallel according to a change in the resistance value. And a variable resistor for varying reactance by the plurality of reactance elements.
한편, 피드백 제어 방식으로 목표로 하는 리액턴스를 발생시키기 위한 상기 가변저항의 저항값 정보를 생성하는 부궤한 제어기를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, a feedback controller may further include a subtle controller that generates resistance value information of the variable resistor for generating a target reactance.
한편, 상기 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치의 제어방법은 상기 복수의 리액턴스 소자로부터 전기적 파라미터를 검출하는 단계, 상기 전기적 파라미터와 목표 파라미터 간의 오차를 산출하는 단계, 상기 목표 파라미터를 추종할 수 있도록 산출한 오차를 이용하여 상기 복수의 리액턴스 소자 중 적어도 하나의 리액턴스 소자와 연결되는 가변저항의 저항값 정보를 생성하는 단계 및 상기 가변저항에 의해 상기 복수의 리액턴스 소자에 흐르는 전류가 분산될 수 있도록 상기 저항값 정보를 이용하여 상기 가변저항의 저항값을 변화시키는 단계를 포함한다.On the other hand, the control method of the reactance variable device using the variable resistance includes detecting electrical parameters from the plurality of reactance elements, calculating an error between the electrical parameters and target parameters, and calculating the target parameters to follow. Generating resistance value information of a variable resistor connected to at least one reactance element among the plurality of reactance elements by using an error, and the resistance value so that current flowing through the plurality of reactance elements can be distributed by the variable resistor. And changing the resistance value of the variable resistor using information.
본 발명에 따르면, 리액턴스 가변을 위한 자체 전력 소모를 최소화할 수 있으며, 전력변환시스템에 적용되는 경우, 시스템의 성능을 최적화 할 수 있는 리액턴스를 발생시킬 수 있고, 연속적인 리액턴스 가변이 가능하다.According to the present invention, it is possible to minimize its own power consumption for variable reactance, and when applied to a power conversion system, it is possible to generate reactance that can optimize the performance of the system, and continuous reactance can be varied.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a reactance variable device using a variable resistor according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 리액턴스 소자가 인덕터로 마련된 것을 예로 들어 도시한 회로도이다.2 is a circuit diagram illustrating an example in which the reactance element shown in FIG. 1 is provided as an inductor.
도 3은 도 1에 도시된 리액턴스 소자가 커패시터로 마련된 것을 예로 들어 도시한 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating an example in which the reactance element illustrated in FIG. 1 is provided as a capacitor.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변저항을 이용한 리액턴스 가변장치에 있어서, 리액턴스 소자가 인덕터로 마련된 것을 예로 들어 도시한 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating an example in which a reactance element is provided as an inductor in a reactance variable device using a variable resistor according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변저항을 이용한 리액턴스 가변장치에 있어서, 리액턴스 소자가 커패시터로 마련된 것을 예로 들어 도시한 회로도이다.5 is a circuit diagram illustrating an example in which a reactance element is provided as a capacitor in a reactance variable device using a variable resistor according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치의 제어방법의 순서도이다.6 is a flowchart of a method for controlling a reactance variable device using a variable resistor according to an embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.For a detailed description of the present invention, which will be described later, reference is made to the accompanying drawings that illustrate, by way of example, specific embodiments in which the invention may be practiced. These examples are described in detail enough to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, the specific shapes, structures, and properties described herein can be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. In addition, it should be understood that the location or placement of individual components within each disclosed embodiment can be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following detailed description is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if appropriately described, is limited only by the appended claims, along with all ranges equivalent to those claimed. In the drawings, similar reference numerals refer to the same or similar functions throughout several aspects.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a reactance variable device using a variable resistor according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치(1000)는 복수의 리액턴스 소자(110, 120), 가변저항(200) 및 부궤한 제어기(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the reactance variable apparatus 1000 using a variable resistor according to an embodiment of the present invention includes a plurality of reactance elements 110 and 120, a variable resistor 200, and a weak controller 300. Can be.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치(1000)는 복수의 리액턴스 소자(110, 120) 및 가변저항(200)에 의한 하나의 가변 리액턴스 소자를 형성할 수 있는데, 이러한 가변 리액턴스 소자는 복수의 리액턴스 소자(110, 120)에 의한 고정 리액턴스를 가지며, 가변저항(200)의 저항값 변화에 따라 고정 리액턴스의 가변이 가능하다.The reactance variable apparatus 1000 using a variable resistor according to an embodiment of the present invention may form one variable reactance element by a plurality of reactance elements 110 and 120 and the variable resistor 200, and such variable reactance The element has a fixed reactance by a plurality of reactance elements 110 and 120, and it is possible to vary the fixed reactance according to a change in the resistance value of the variable resistor 200.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치(1000)는 피드백 제어 방식의 부궤한 제어기(300)에 의해 리액턴스의 가변 범위 내에서 원하는 리액턴스 값을 발생시킬 수 있다. 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치(1000)는 전력변환시스템에서 통상적으로 필요로 하는 가변 리액턴스 소자로 사용될 수 있으며, 시스템의 성능을 최적화 할 수 있는 리액턴스를 발생시킬 수 있다.The reactance variable device 1000 using a variable resistor according to an embodiment of the present invention may generate a desired reactance value within a variable range of reactance by the feedback controller-based control controller 300. The reactance variable device 1000 using a variable resistor according to an embodiment of the present invention can be used as a variable reactance element that is normally required in a power conversion system, and can generate a reactance that can optimize the performance of the system. have.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치(1000)는 적어도 두 개의 리액턴스 소자(110, 120)를 포함할 수 있는데, 이하의 설명에서는 제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120)의 두 개의 리액턴스 소자가 마련된 것을 예로 들어 설명한다.The reactance variable device 1000 using a variable resistor according to an embodiment of the present invention may include at least two reactance elements 110 and 120. In the following description, the first reactance element 110 and the second reactance are described. Two reactance elements of the element 120 are provided as an example.
제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120)는 유도 리액턴스를 발생시키는 인덕터 또는 용량 리액턴스를 발생시키는 커패시터로 구현될 수 있다. 도 1에서는 제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120)가 인덕터로 구현된 것을 예로 들어 도시하였으나, 이와 달리 제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120)는 모두 커패시터로 구현될 수도 있으며, 또는, 제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120)는 각각 인덕터 및 커패시터를 조합하여 구현될 수도 있다.The first reactance element 110 and the second reactance element 120 may be implemented as an inductor generating an inductive reactance or a capacitor generating a capacitive reactance. In FIG. 1, although the first reactance element 110 and the second reactance element 120 are illustrated as an example of an inductor, the first reactance element 110 and the second reactance element 120 are both capacitors. Alternatively, the first reactance element 110 and the second reactance element 120 may be implemented by combining an inductor and a capacitor, respectively.
제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120)는 서로 병렬 연결됨으로써, 전류가 분산되어 흐를 수 있다.The first reactance element 110 and the second reactance element 120 are connected in parallel to each other, so that currents may be dispersed and flow.
가변저항(200)은 저항값의 조절이 가능한 가변 저항 소자이다. The variable resistor 200 is a variable resistor element capable of adjusting the resistance value.
예를 들면, 가변저항(200)은 게이트 전압에 따라 드레인-소스 간의 저항값이 변하는 트랜지스터로 구현될 수 있다. 이때, 트랜지스터는 오믹(ohmic) 영역에서 동작할 수 있도록 게이트 전압이 제어될 수 있으며, 이러한 게이트 전압은 후술하는 부궤한 제어기(300)로부터 인가되는 신호에 따라 제어될 수 있다.For example, the variable resistor 200 may be implemented as a transistor in which the resistance value between the drain and the source varies according to the gate voltage. At this time, the gate voltage of the transistor may be controlled to operate in an ohmic region, and the gate voltage may be controlled according to a signal applied from the subtle controller 300 described later.
가변저항(200)은 제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120) 중 적어도 하나와 직렬 연결될 수 있다. 도 1에서는 가변저항(200)이 제1 리액턴스 소자(110)와 연결된 것을 예로 들어 도시하였으나, 이와 달리 제2 리액턴스 소자(120)와 연결될 수도 있고, 또는, 제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120)에 각각 연결될 수도 있다.The variable resistor 200 may be connected in series with at least one of the first reactance element 110 and the second reactance element 120. In FIG. 1, the variable resistor 200 is illustrated as being connected to the first reactance element 110, but may alternatively be connected to the second reactance element 120, or, the first reactance element 110 and the second Each of the reactance elements 120 may be connected.
가변저항(200)은 저항값을 조절하여 제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120)에 흐르는 전류를 분산시켜 제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120)에 의한 리액턴스를 가변시킬 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 설명은 도 2 및 도 3을 참조하여 후술한다.The variable resistor 200 adjusts the resistance value to disperse the currents flowing through the first reactance element 110 and the second reactance element 120, thereby reacting by the first reactance element 110 and the second reactance element 120. Can be varied. A detailed description in this regard will be described later with reference to FIGS. 2 and 3.
부궤한 제어기(300)는 선형 또는 비선형 제어기로, 피드백 제어 방식으로 목표로 하는 리액턴스를 발생시키기 위한 가변저항(200)의 저항값 정보를 생성할 수 있다.The floating controller 300 is a linear or nonlinear controller, and may generate resistance value information of the variable resistor 200 for generating a target reactance in a feedback control method.
이를 위해, 부궤한 제어기(300)는 제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120)로부터 리액턴스 값과 연관된 요소에 해당하는 소정의 전기적 파라미터를 검출할 수 있다. 부궤한 제어기(300)는 제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120)와 직접 또는 간접적으로 연결되거나, 전력변환시스템과 직접 또는 간접적으로 연결되어 다양한 전기적 파라미터를 검출할 수 있다. To this end, the floating controller 300 may detect predetermined electrical parameters corresponding to the element associated with the reactance value from the first reactance element 110 and the second reactance element 120. The floating controller 300 may be connected to the first reactance element 110 and the second reactance element 120 directly or indirectly, or directly or indirectly to the power conversion system to detect various electrical parameters.
예를 들면, 부궤한 제어기(300)는 제1 리액턴스 소자(110), 제2 리액턴스 소자(120) 또는 전력변환시스템을 구성하는 회로 요소의 소정 부위에서 관측되는 전압, 전류, 위상 및 크기 중 적어도 하나를 포함하는 전기적 파라미터를 검출할 수 있다.For example, the floating controller 300 may include at least one of voltage, current, phase, and magnitude observed at a predetermined portion of the first reactance element 110, second reactance element 120, or circuit element constituting the power conversion system. Electrical parameters including one can be detected.
부궤한 제어기(300)는 외부로부터 목표 파라미터를 입력받을 수 있으며, 검출한 전기적 파라미터와 목표 파라미터를 비교하여 오차를 연산하고, 연산된 오차를 이용하여 목표 파라미터의 추종에 요구되는 가변저항(200)의 저항값 정보를 생성할 수 있다. 즉, 부궤한 제어기(300)는 목표 파라미터를 레퍼런스 값으로 두고, 현재 측정되는 전기적 파라미터가 레퍼런스 값을 추종하도록 하는데, 상호 간의 오차를 실시간 연산하고 오차를 상쇄하기 위한 저항값 정보를 생성할 수 있다.The variable controller 300 can receive the target parameter from the outside, calculates an error by comparing the detected electrical parameter with the target parameter, and uses the calculated error to vary the resistance 200 required for tracking the target parameter It is possible to generate the resistance value information. That is, the poor controller 300 sets the target parameter as a reference value, and allows the currently measured electrical parameter to follow the reference value. Real-time calculation of errors between each other and generation of resistance value information to offset the error may be generated. .
예를 들면, 저항값 정보는 트랜지스터로 구현되는 가변저항(200)의 게이트 전압(또는 전류)에 해당할 수 있다.For example, the resistance value information may correspond to the gate voltage (or current) of the variable resistor 200 implemented by a transistor.
부궤한 제어기(300)는 가변저항(200)으로 저항값 정보에 해당하는 신호를 인가하여, 가변저항(200)으로부터 목표로 하는 리액턴스를 발생시키기 위한 저항값이 발생하도록 제어할 수 있다. 즉, 부궤한 제어기(300)는 피드백 제어 방식으로 가변저항(200)의 저항을 제어함으로써, 궁극적으로는 제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120)에 의한 리액턴스 값을 제어할 수 있다.The negative controller 300 may apply a signal corresponding to the resistance value information to the variable resistor 200 to control the resistance value for generating a target reactance from the variable resistor 200. That is, the sub-controller 300 may control the resistance of the variable resistor 200 by a feedback control method, thereby ultimately controlling the reactance value by the first reactance element 110 and the second reactance element 120. have.
도 2는 도 1에 도시된 리액턴스 소자가 인덕터로 마련된 것을 예로 들어 도시한 회로도이고, 도 3은 도 1에 도시된 리액턴스 소자가 커패시터로 마련된 것을 예로 들어 도시한 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example in which the reactance element illustrated in FIG. 1 is provided as an inductor, and FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example in which the reactance element illustrated in FIG. 1 is provided as a capacitor.
도 1에 도시된 제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120)는 각각 도 2와 같이 제1 인덕터(110) 및 제2 인덕터(120)로 구현되어 가변저항(200)과 함께 하나의 가변 리액턴스 소자를 형성하거나, 도 3과 같이 제1 커패시터(150) 및 제2 커패시터(160)로 구현되어 가변저항(200)과 함께 하나의 가변 리액턴스 소자를 형성할 수 있다.The first reactance element 110 and the second reactance element 120 shown in FIG. 1 are implemented with the first inductor 110 and the second inductor 120, respectively, as shown in FIG. 2, together with the variable resistor 200. To form a variable reactance element of, or implemented as a first capacitor 150 and a second capacitor 160 as shown in FIG. 3, one variable reactance element may be formed together with the variable resistor 200.
도 2를 참조하면, 제1 인덕터(110) 및 제2 인덕터(120)는 병렬 연결되고, 가변저항(200)은 제1 인덕터(110)와 직렬 연결될 수 있다.Referring to FIG. 2, the first inductor 110 and the second inductor 120 may be connected in parallel, and the variable resistor 200 may be connected in series with the first inductor 110.
도 2와 같이 형성되는 가변 리액턴스 소자에 의한 임피던스는 제1 인덕터(110) 및 제2 인덕터(120)에 의한 유도 리액턴스와 가변저항(200)에 의한 저항으로 나뉘어지며, 아래 수학식 1과 같다.The impedance of the variable reactance element formed as shown in FIG. 2 is divided into an inductive reactance by the first inductor 110 and the second inductor 120 and a resistance by the variable resistor 200, as shown in Equation 1 below.
Figure PCTKR2019015295-appb-M000001
Figure PCTKR2019015295-appb-M000001
수학식 1에서 L1은 제1 인덕터(110)의 인덕턴스, L2는 제2 인덕터(120)의 인덕턴스, R은 가변저항(200)의 저항을 의미한다.In Equation 1, L 1 is the inductance of the first inductor 110, L 2 is the inductance of the second inductor 120, and R is the resistance of the variable resistor 200.
가변저항(200)이 충분히 큰 저항값, 일예로, 저항 가변 범위 내에서의 최대 저항값을 발생시키는 경우, 전류는 제2 인덕터(120)로만 흐를 수 있다. 따라서, 병렬 연결된 제1 인덕터(110) 및 제2 인덕터(120)에 의한 등가 리액턴스는 실질적으로는 제2 인덕터(120)에 의한 단일 리액턴스로 가변될 수 있다.When the variable resistance 200 generates a sufficiently large resistance value, for example, a maximum resistance value within a variable resistance range, current may flow only to the second inductor 120. Accordingly, the equivalent reactance by the first inductor 110 and the second inductor 120 connected in parallel may be substantially changed to a single reactance by the second inductor 120.
가변저항(200)이 충분히 작은 저항값, 일예로, 0에 가까운 저항값을 발생시키는 경우, 전류는 제1 인덕터(110) 및 제2 인덕터(120)로 분산되어 흐를 수 있다. 이와 같은 경우, 병렬 연결된 제1 인덕터(110) 및 제2 인덕터(120)에 의한 등가 리액턴스는 가변저항(200)이 충분히 큰 저항값을 발생시키는 경우와 비교하여 낮은 리액턴스를 가질 수 있다.When the variable resistance 200 generates a sufficiently small resistance value, for example, a resistance value close to 0, current may flow through the first inductor 110 and the second inductor 120. In this case, the equivalent reactance by the first inductor 110 and the second inductor 120 connected in parallel may have a low reactance as compared with the case where the variable resistor 200 generates a sufficiently large resistance value.
도 3을 참조하면, 제1 커패시터(150) 및 제2 커패시터(160)는 병렬 연결되고, 가변저항(200)은 제1 커패시터(150)와 직렬 연결될 수 있다.Referring to FIG. 3, the first capacitor 150 and the second capacitor 160 may be connected in parallel, and the variable resistor 200 may be connected in series with the first capacitor 150.
도 3과 같이 형성되는 가변 리액턴스 소자에 의한 임피던스는 제1 커패시터(150) 및 제2 커패시터(160)에 의한 용량 리액턴스와 가변저항(200)에 저항으로 나뉘어지며, 이는 아래 수학식 2과 같다.The impedance of the variable reactance element formed as shown in FIG. 3 is divided into the capacitance reactance by the first capacitor 150 and the second capacitor 160 and the resistance by the variable resistor 200, which is as shown in Equation 2 below.
Figure PCTKR2019015295-appb-M000002
Figure PCTKR2019015295-appb-M000002
수학식 2에서 C1은 제1 커패시터(150)의 커패시턴스, C2는 제2 커패시터(160)의 커패시턴스, R은 가변저항(200)의 저항을 의미한다.In Equation 2, C 1 denotes the capacitance of the first capacitor 150, C 2 denotes the capacitance of the second capacitor 160, and R denotes the resistance of the variable resistor 200.
가변저항(200)이 충분히 큰 저항값, 일예로, 저항 가변 범위 내에서의 최대 저항값을 발생시키는 경우, 전류는 제2 커패시터(160)로만 흐를 수 있다. 따라서, 병렬 연결된 제1 커패시터(150) 및 제2 커패시터(160)에 의한 등가 리액턴스는 실질적으로는 제2 커패시터(160)에 의한 단일 리액턴스로 가변될 수 있다.When the variable resistor 200 generates a sufficiently large resistance value, for example, a maximum resistance value within a variable resistance range, current may flow only to the second capacitor 160. Accordingly, the equivalent reactance by the first capacitor 150 and the second capacitor 160 connected in parallel can be substantially changed to a single reactance by the second capacitor 160.
가변저항(200)이 충분히 작은 저항값, 일예로, 0에 가까운 저항값을 발생시키는 경우, 전류는 제1 커패시터(150) 및 제2 커패시터(160)로 분산되어 흐를 수 있다. 이와 같은 경우, 병렬 연결된 제1 커패시터(150) 및 제2 커패시터(160)에 의한 등가 리액턴스는 가변저항(200)이 충분히 큰 저항값을 발생시키는 경우와 비교하여 높은 리액턴스를 가질 수 있다.When the variable resistor 200 generates a sufficiently small resistance value, for example, a resistance value close to 0, current may flow through the first capacitor 150 and the second capacitor 160. In this case, the equivalent reactance by the first capacitor 150 and the second capacitor 160 connected in parallel may have a high reactance compared to the case where the variable resistor 200 generates a sufficiently large resistance value.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변저항을 이용한 리액턴스 가변장치는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 가변저항을 이용한 리액턴스 가변장치와 비교하여, 복수의 리액턴스 소자가 직렬 연결되고, 가변저항이 복수의 리액턴스 소자 중 적어도 하나와 병렬 연결된다는 점에서 차이가 있으며, 나머지 다른 특징은 동일하다. 따라서, 복수의 리액턴스 소자와 가변저항에 의해 형성되는 하나의 가변 리액턴스 소자의 특징에 대해서만 설명하고, 부궤한 제어기 등의 나머지 다른 구성에 대한 설명은 상술한 것으로 대체한다.On the other hand, the reactance variable device using a variable resistance according to another embodiment of the present invention, compared to the reactance variable device using a variable resistance according to an embodiment of the present invention shown in Figure 1, a plurality of reactance elements are connected in series , The variable resistor is different in that it is connected in parallel with at least one of the plurality of reactance elements, and the other features are the same. Therefore, only the characteristics of one variable reactance element formed by a plurality of reactance elements and variable resistors will be described, and descriptions of other components, such as a floating controller, will be replaced with those described above.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변저항을 이용한 리액턴스 가변장치에 있어서, 리액턴스 소자가 인덕터로 마련된 것을 예로 들어 도시한 회로도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변저항을 이용한 리액턴스 가변장치에 있어서, 리액턴스 소자가 커패시터로 마련된 것을 예로 들어 도시한 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating an example in which a reactance element is provided as an inductor in a reactance variable device using a variable resistor according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a variable circuit according to another embodiment of the present invention. It is a circuit diagram showing an example in which a reactance element is provided as a capacitor in a reactance variable device.
도 4를 참조하면, 제1 인덕터(110) 및 제2 인덕터(120)는 직렬 연결되고, 가변저항(200)은 제2 인덕터(120)와 병렬 연결될 수 있다.Referring to FIG. 4, the first inductor 110 and the second inductor 120 may be connected in series, and the variable resistor 200 may be connected in parallel to the second inductor 120.
가변저항(200)이 저항 가변 범위 내에서 특정 저항값을 발생시키는 경우, 제1 인덕터(110)에 인가되는 전류와 동일한 크기의 전류가 제2 인덕터(120) 및 가변저항(200)으로 분산되어 흐를 수 있다. 이와 같은 경우, 직렬 연결된 제1 인덕터(110) 및 제2 인덕터(120)에 의한 리액턴스가 발생할 수 있다.When the variable resistance 200 generates a specific resistance value within the variable resistance range, the current having the same size as the current applied to the first inductor 110 is distributed to the second inductor 120 and the variable resistance 200 Can flow. In this case, reactance by the first inductor 110 and the second inductor 120 connected in series may occur.
가변저항(200)이 충분히 작은 저항값, 일예로, 0의 저항값을 발생시키는 경우, 제1 인덕터(110)에 인가되는 전류와 동일한 크기의 전류는 가변저항(200) 측으로만 흐르게 되어, 직렬 연결된 제1 인덕터(110) 및 제2 인덕터(120)에 의한 리액턴스는 실질적으로는 제1 인덕터(110)에 의한 단일 리액턴스로 가변될 수 있다.When the variable resistance 200 generates a sufficiently small resistance value, for example, a resistance value of 0, a current having the same size as the current applied to the first inductor 110 flows only toward the variable resistance 200, in series The reactance by the connected first inductor 110 and the second inductor 120 may be substantially changed to a single reactance by the first inductor 110.
즉, 가변저항(200)은 저항값을 변화시켜 병렬 연결된 제2 인덕터(120)로 전류가 인가되지 않도록 하여 제1 인덕터(110) 및 제2 인덕터(120)에 의한 리액턴스를 가변시킬 수 있다.That is, the variable resistor 200 may change the resistance value so that no current is applied to the second inductor 120 connected in parallel to vary the reactance by the first inductor 110 and the second inductor 120.
도 5를 참조하면, 제1 커패시터(150) 및 제2 커패시터(160)는 직렬 연결되고, 가변저항(200)은 제2 커패시터(160)와 병렬 연결될 수 있다.Referring to FIG. 5, the first capacitor 150 and the second capacitor 160 may be connected in series, and the variable resistor 200 may be connected in parallel with the second capacitor 160.
가변저항(200)이 저항 가변 범위 내에서 특정 저항값을 발생시키는 경우, 제1 커패시터(150)에 인가되는 전류와 동일한 크기의 전류가 제2 커패시터(160) 및 가변저항(200)으로 분산되어 흐를 수 있다. 이와 같은 경우, 직렬 연결된 제1 커패시터(150) 및 제2 커패시터(160)에 의한 리액턴스가 발생할 수 있다.When the variable resistor 200 generates a specific resistance value within the variable resistance range, the current having the same size as the current applied to the first capacitor 150 is distributed to the second capacitor 160 and the variable resistor 200 Can flow. In this case, reactance by the first capacitor 150 and the second capacitor 160 connected in series may occur.
가변저항(200)이 충분히 작은 저항값, 일예로, 0의 저항값을 발생시키는 경우, 제1 커패시터(150)에 인가되는 전류와 동일한 크기의 전류는 가변저항(200) 측으로만 흐르게 되어, 직렬 연결된 제1 커패시터(150) 및 제2 커패시터(160)에 의한 리액턴스는 실질적으로는 제1 커패시터(150)에 의한 단일 리액턴스로 가변될 수 있다.When the variable resistor 200 generates a sufficiently small resistance value, for example, a resistance value of 0, a current having the same size as the current applied to the first capacitor 150 flows only toward the variable resistor 200, in series The reactance by the connected first capacitor 150 and the second capacitor 160 may be substantially changed to a single reactance by the first capacitor 150.
즉, 가변저항(200)은 저항값을 변화시켜 병렬 연결된 제2 커패시터(160)로 전류가 인가되지 않도록 하여 제1 커패시터(150) 및 제2 커패시터(160)에 의한 리액턴스를 가변시킬 수 있다.That is, the variable resistor 200 may change the resistance value so that no current is applied to the second capacitor 160 connected in parallel to change the reactance by the first capacitor 150 and the second capacitor 160.
이와 같은, 본 발명의 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치(1000)는 병렬 연결 구조에 있어서 저항값에 따라 전류의 흐름이 분산되는 특성을 이용하여 리액턴스 소자의 가변 범위내에서 원하는 리액턴스 값을 발생시킬 수 있다. 여기서, 리액턴스 소자의 가변 범위는 복수의 리액턴스 소자 중 어느 하나의 리액턴스 소자에 의한 단일 리액턴스와 병렬 연결된 복수의 리액턴스 소자 또는 직렬 연결된 복수의 리액턴스 소자에 의한 리액턴스 사이의 범위일 수 있다.As described above, the reactance variable device 1000 using the variable resistance of the present invention can generate a desired reactance value within a variable range of a reactance element by using a characteristic in which a current flow is distributed according to a resistance value in a parallel connection structure. have. Here, the variable range of the reactance element may be a range between a single reactance by any one of the plurality of reactance elements and a reactance element connected in parallel or a reactance by a plurality of reactance elements connected in series.
이에 따라, 본 발명의 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치(1000)는 리액턴스 가변을 위한 자체 전력 소모를 최소화할 수 있으며, 전력변환시스템에 적용되는 경우, 시스템의 성능을 최적화 할 수 있는 리액턴스를 발생시킬 수 있고, 연속적인 리액턴스 가변이 가능하다.Accordingly, the reactance variable device 1000 using the variable resistance of the present invention can minimize its own power consumption for variable reactance, and when applied to a power conversion system, generates a reactance that can optimize the performance of the system. And continuous reactance variable.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치(1000)의 제어방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a control method of the reactance variable device 1000 using the variable resistor of the present invention will be described with reference to FIG. 6.
도 6은 본 발명의 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치의 제어방법의 순서도이다.6 is a flowchart of a control method of a reactance variable device using the variable resistance of the present invention.
도 6을 참조하면, 부궤한 제어기(300)는 복수의 리액턴스 소자(110, 120)로부터 전기적 파라미터를 검출할 수 있다(S10).Referring to FIG. 6, the subtle controller 300 may detect electrical parameters from a plurality of reactance elements 110 and 120 (S10).
부궤한 제어기(300)는 제1 리액턴스 소자(110) 또는 제2 리액턴스 소자(120)와 직접 또는 간접적으로 연결되거나, 제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120)를 회로 요소로 포함하는 시스템과 직접 또는 간접적으로 연결되어 리액턴스 값과 연관된 요소에 해당하는 전기적 파라미터를 검출할 수 있다. 예를 들면, 전기적 파라미터는 제1 리액턴스 소자(110) 또는 제2 리액턴스 소자(120)에서 관측되는 전압, 전류, 위상 및 크기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The floating controller 300 is directly or indirectly connected to the first reactance element 110 or the second reactance element 120, or includes the first reactance element 110 and the second reactance element 120 as circuit elements. It can be directly or indirectly connected to a system to detect electrical parameters corresponding to elements associated with reactance values. For example, the electrical parameter may include at least one of voltage, current, phase, and magnitude observed in the first reactance element 110 or the second reactance element 120.
부궤한 제어기(300)는 검출한 전기적 파라미터와 목표 파라미터 간의 오차를 산출하고(S20), 산출한 오차를 이용하여 가변저항(200)의 저항값 정보를 생성할 수 있다(S30).The poor controller 300 may calculate an error between the detected electrical parameter and the target parameter (S20), and generate resistance value information of the variable resistor 200 using the calculated error (S30).
부궤한 제어기(300)는 외부로부터 목표 파라미터를 입력 받을 수 있다. 예를 들면, 목표 파라미터는 전력변환시스템에서 필요로 하는 리액턴스 값과 연관된 요소에 해당하는 파라미터일 수 있다.The poor controller 300 may receive a target parameter from the outside. For example, the target parameter may be a parameter corresponding to an element associated with a reactance value required by the power conversion system.
부궤한 제어기(300)는 목표 파라미터를 레퍼런스 값으로 두고, 검출한 전기적 파라미터가 레퍼런스 값을 추종하도록 하는데, 상호 간의 오차를 실시간 연산하고 오차를 상쇄하기 위한 저항값 정보를 생성할 수 있다.The sub-controller 300 sets the target parameter as a reference value, and causes the detected electrical parameter to follow the reference value. Real-time calculation of mutual errors and resistance value information for offsetting errors may be generated.
예를 들면, 저항값 정보는 트랜지스터로 구현되는 가변저항(200)의 게이트 전압(또는 전류)에 해당할 수 있다.For example, the resistance value information may correspond to the gate voltage (or current) of the variable resistor 200 implemented by a transistor.
부궤한 제어기(300)는 저항값 정보를 이용하여 가변저항(200)의 저항값을 조절할 수 있다(S40).The poor controller 300 may adjust the resistance value of the variable resistor 200 using the resistance value information (S40).
부궤한 제어기(300)는 가변저항(200)으로 저항값 정보에 해당하는 신호를 인가하여, 가변저항(200)으로부터 목표로 하는 리액턴스를 발생시키기 위한 저항값이 발생하도록 제어할 수 있다. 즉, 부궤한 제어기(300)는 피드백 제어 방식으로 가변저항(200)의 저항을 제어함으로써, 궁극적으로는 제1 리액턴스 소자(110) 및 제2 리액턴스 소자(120)에 의한 리액턴스 값을 제어할 수 있다.The negative controller 300 may apply a signal corresponding to the resistance value information to the variable resistor 200 to control the resistance value for generating a target reactance from the variable resistor 200. That is, the sub-controller 300 may control the resistance of the variable resistor 200 by the feedback control method, ultimately controlling the reactance value by the first reactance element 110 and the second reactance element 120. have.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to embodiments, those skilled in the art understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. Will be able to.
[부호의 설명][Description of codes]
1000: 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치1000: Reactance variable device using variable resistance
110: 제1 리액턴스 소자110: first reactance element
120: 제2 리액턴스 소자120: second reactance element
200: 가변저항200: variable resistance
300: 부궤한 제어기300: poor controller

Claims (10)

  1. 병렬 연결된 복수의 리액턴스 소자; 및A plurality of reactance elements connected in parallel; And
    상기 복수의 리액턴스 소자 중 적어도 하나의 리액턴스 소자와 직렬 연결되며, 저항값의 변화에 따라 상기 복수의 리액턴스 소자에 흐르는 전류를 분산시켜 상기 복수의 리액턴스 소자에 의한 리액턴스를 가변시키는 가변저항을 포함하는 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치.Variable including a variable resistance connected in series with at least one reactance element among the plurality of reactance elements, and varying a reactance by the plurality of reactance elements by dispersing a current flowing through the plurality of reactance elements according to a change in resistance value Reactance variable device using resistance.
  2. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    피드백 제어 방식으로 목표로 하는 리액턴스를 발생시키기 위한 상기 가변저항의 저항값 정보를 생성하는 부궤한 제어기를 더 포함하는 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치.A reactance variable device using a variable resistor further comprising a subtle controller that generates resistance value information of the variable resistor for generating a target reactance by a feedback control method.
  3. 제2항에 있어서,According to claim 2,
    상기 부궤한 제어기는,The ugly controller,
    상기 복수의 리액턴스 소자로부터 전기적 파라미터를 검출하고, 상기 전기적 파라미터와 목표 파라미터를 비교하여 오차를 연산하고, 연산된 오차를 이용하여 상기 목표 파라미터의 추종에 요구되는 상기 가변저항의 저항값 정보를 생성하는 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치.Detecting an electrical parameter from the plurality of reactance elements, comparing the electrical parameter with a target parameter to calculate an error, and using the calculated error to generate resistance value information of the variable resistor required to follow the target parameter Reactance variable device using variable resistance.
  4. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 가변저항은,The variable resistance,
    게이트 전압에 따라 드레인-소스 간의 저항값이 변하는 트랜지스터로 구현되는 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치.A reactance variable device using a variable resistor implemented as a transistor in which a resistance value between a drain and a source varies according to a gate voltage.
  5. 제4항에 있어서,According to claim 4,
    피드백 제어 방식으로 목표로 하는 리액턴스를 발생시키기 위한 상기 게이트 전압의 정보를 생성하고, 상기 게이트 전압의 정보를 상기 가변저항으로 인가하는 부궤한 제어기를 더 포함하는 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치.A reactance variable device using a variable resistor further comprising a subtle controller that generates information on the gate voltage for generating a target reactance in a feedback control method and applies the information on the gate voltage to the variable resistor.
  6. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 부궤한 제어기는,The ugly controller,
    상기 트랜지스터가 오믹(ohmic) 영역에서 동작할 수 있도록 상기 게이트 전압을 제어하는 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치.A reactance variable device using a variable resistor that controls the gate voltage so that the transistor can operate in an ohmic region.
  7. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 복수의 리액턴스 소자는,The plurality of reactance elements,
    병렬 연결된 상기 복수의 리액턴스 소자에 의한 리액턴스 및 상기 복수의 리액턴스 소자 중 상기 가변저항이 직렬 연결된 어느 하나의 리액턴스 소자에 의한 리액턴스 사이의 범위 내에서 가변되는 리액턴스를 발생시키는 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치.A reactance variable device using a variable resistance that generates a reactance varying within a range between reactance by the plurality of reactance elements connected in parallel and reactance by any one of the reactance elements connected in series among the plurality of reactance elements.
  8. 직렬 연결된 복수의 리액턴스 소자; 및A plurality of reactance elements connected in series; And
    상기 복수의 리액턴스 소자 중 적어도 하나의 리액턴스 소자와 병렬 연결되며, 저항값의 변화에 따라 병렬 연결된 리액턴스 소자로 전류가 분산되지 않도록 하여 상기 복수의 리액턴스 소자에 의한 리액턴스를 가변시키는 가변저항을 포함하는 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치.Variable including a variable resistance connected in parallel with at least one reactance element among the plurality of reactance elements, and changing the reactance by the plurality of reactance elements by preventing current from being distributed to the reactance elements connected in parallel according to a change in resistance value. Reactance variable device using resistance.
  9. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    피드백 제어 방식으로 목표로 하는 리액턴스를 발생시키기 위한 상기 가변저항의 저항값 정보를 생성하는 부궤한 제어기를 더 포함하는 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치.A reactance variable device using a variable resistor further comprising a subtle controller for generating resistance value information of the variable resistor for generating a target reactance in a feedback control method.
  10. 병렬 연결된 복수의 리액턴스 소자에 의한 리액턴스의 가변이 가능한 리액턴스 가변 장치의 제어방법에 있어서,In the control method of a reactance variable device capable of varying the reactance by a plurality of reactance elements connected in parallel,
    상기 복수의 리액턴스 소자로부터 전기적 파라미터를 검출하는 단계;Detecting electrical parameters from the plurality of reactance elements;
    상기 전기적 파라미터와 목표 파라미터 간의 오차를 산출하는 단계;Calculating an error between the electrical parameter and a target parameter;
    상기 목표 파라미터를 추종할 수 있도록 산출한 오차를 이용하여 상기 복수의 리액턴스 소자 중 적어도 하나의 리액턴스 소자와 연결되는 가변저항의 저항값 정보를 생성하는 단계; 및Generating resistance value information of a variable resistor connected to at least one reactance element among the plurality of reactance elements using an error calculated to follow the target parameter; And
    상기 가변저항에 의해 상기 복수의 리액턴스 소자에 흐르는 전류가 분산될 수 있도록 상기 저항값 정보를 이용하여 상기 가변저항의 저항값을 변화시키는 단계를 포함하는 가변저항을 이용한 리액턴스 가변 장치의 제어방법.And changing the resistance value of the variable resistance using the resistance value information so that currents flowing through the plurality of reactance elements can be distributed by the variable resistance.
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