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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 최세완
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수30
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최근 신재생 에너지, 에너지 저장장치, UPS 시스템, 지능형 전력망(Smart-grid), 전기자동차 등의 응용분야에서 양방향 DC-DC 컨버터에 대한 개발 요구가 증대되고 있다. 기존의 양방향 DC-DC 컨버터로는 Dual Active Bridge(DAB) 컨버터가 있다. DAB 컨버터는 회로가 간단하며 위상차를 이용하여 전력흐름을 제어하며 추가 회로 없이 모든 스위치가 ZVS 턴온이 가능하다. 하지만 전압이나 전력의 변동으로 위상이 증가하게 되면 무효전력과 소자들의 전류정격이 증가한다. 또한 입력과 출력의 전압비가 다르면 경부하에서 소프트 스위칭을 실패하는 문제가 있다. 양방향 CLLC 공진형 컨버터는 전 부하에서 모든 스위치가 소프트 스위칭을 하는 장점이 있지만 공진 탱크가 복잡하여 컨버터를 설계하기 어려우며 모드 전환 시 과도상태가 발생하는 단점이 있다. 또한 스위치 ZVS 턴온 및 승압 시 전압 이득을 만족시키기 위해서는 자화 인덕턴스를 작게 설계해야 하므로 순환 전류의 문제가 있다.
본 논문에서는 넓은 전압범위를 갖는 새로운 양방향 대칭 공진형 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 다음과 같은 장점을 가진다. 1) 제안하는 컨버터는 전부하 및 전압범위에서 스위치 ZVS 턴온 및 다이오드 ZCS 턴오프를 성취한다. 2) 양방향 대칭 공진탱크를 적용하여 복잡한 제어방법 없이 주파수 제어로 양방향 동작이 가능하다. 3) 노치공진탱크를 사용하여 작은 동작주파수 변동으로 넓은 전압범위를 만족할 수 있고, 스타트업시 소자들의 전압 및 전류 스트레스가 없다. 4) 3차권선 턴비를 조절하여 공진커패시터 전류를 감소시킬 수 있기 때문에 대전력응용에서 공진커패시터 선정에 용이하다. 3kW급 시작품을 통해 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 넓은 전압범위를 갖는 새로운 양방향 대칭 공진형 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 다음과 같은 장점을 가진다. 1) 제안하는 컨버터는 전부하 및 전압범위에서 스위치 ZVS 턴온 및 다이오드 ZCS 턴오프를 성취한다. 2) 양방향 대칭 공진탱크를 적용하여 복잡한 제어방법 없이 주파수 제어로 양방향 동작이 가능하다. 3) 노치공진탱크를 사용하여 작은 동작주파수 변동으로 넓은 전압범위를 만족할 수 있고, 스타트업시 소자들의 전압 및 전류 스트레스가 없다. 4) 3차권선 턴비를 조절하여 공진커패시터 전류를 감소시킬 수 있기 때문에 대전력응용에서 공진커패시터 선정에 용이하다. 3kW급 시작품을 통해 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하였다.
목차
I. 서 론 11. 연구의 배경 12. 기존의 절연형 양방향 DC-DC 컨버터 2II. 제안하는 새로운 양방향 대칭 공진형 컨버터 61. 제안하는 양방향 대칭 공진형 컨버터의 회로구성 62. 제안하는 양방향 대칭 공진형 컨버터의 동작원리 83. 제안하는 양방향 대칭 공진형 컨버터의 전압이득곡선 114. 제안하는 양방향 대칭 공진형 컨버터의 특징 16III. 제안하는 양방향 대칭 공진형 컨버터의 설계 201. 설계 사양 202. 스위칭 소자 선정 203. 공진소자 설계 21IV. 실험 결과 251. 실험 장치 구성 252. 3kW급 시작품 제작 및 실험 결과 26V. 결 론 34참고문헌 35영문초록(Abstract) 38
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