유도 가열 시스템의 부하 임피던스 추정을 위한 Time-Split 기법

Abstract

최근 유도가열기(Induction Heating; IH)는 기존 가열기에 비해 안전성이 높고 가열 속도가 우수하여 산업계와 가정 및 의료계에서 다양하게 사용된다. 이에 따라 IH 인버터 부하의 전기적 파라미터를 기반으로 부하의 상태를 파악하고 사용자 편의성을 높이는 기술들이 제안되고 있다. 또한 IH 시스템은 용기의 재질, 주파수, 온도, 용기의 상대적 위치에 따라 공진 임피던스가 변한다. 따라서 IH 시스템의 효과적인 전력 제어를 위해 실시간 부하 임피던스 추정이 요구된다. 하지만 부하 임피던스의 실시간 추정을 위해서는 고주파 공진 및 동작 주파수에 의한 높은 샘플링 주파수가 요구되고, 이로 인해 높은 성능의 ADC(Analog-to-Digital Converter)와 제어기가 필요하여 비용을 증가시킨다. 본 논문에서는 낮은 샘플링 주파수로도 실시간 임피던스 추정이 가능한 Time-Split 기법을 제안한다. 1-kW급 직렬 공진 인버터 시작품을 통해 제안하는 Time-Split 기법의 타당성을 검증하였다.