유도가열기 인버터의 고압 출력을 위한 모듈형 입력-병렬 출력-직렬 구조

Abstract

유도가열기는 직접 가열방식으로 빠르고 효율적이며, 친환경적이라는 이유로 최근 용접용 예열장치, 가정용 조리기구 등에 널리 사용되고 있다. 그 중, 산업계에서 신속한 가열과 넓은 전력 사용범위를 위하여 고전압 고출력 유도가열기 인버터에 대한 요구가 늘어나고 있다. 기존의 단일 레벨의 유도가열기의 경우 고출력 시스템 설계를 위해 고전압 스위칭 소자를 사용해야 하는데, 이는 단가 상승 및 전력밀도 저하의 문제점이 있다. 본 논문에서는 유도가열기용 풀 브릿지 컨버터를 모듈화하여 입력-병렬, 출력-직렬연결을 통하여 출력 전압 및 전력을 증대하는 방법을 제안한다. IH 시스템의 회로를 모듈화하여 입력-병렬 출력-직렬연결을 통해 고압 부하의 조건에 대응하고, 쉬운 확장성과 설계 모듈의 재활용과 대량 생산을 통해 생산비용을 최소화할 수 있다. 제안한 입력-병렬 출력-직렬 구조의 고압 출력 유도가열기는 2 kW급 모듈형 인버터 시작품을 통하여 그 성능과 효용성을 검증하였다.