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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 원충연
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 성균관대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수11
이 논문의 연구 히스토리 (5)
2016
전류 응답 특성 개선을 위한 양방향 절연형 풀브릿지 컨버터의 전향보상 기법
성호재
,
현승욱
,
최형준
외 2명
한국조명·전기설비학회 학술대회논문집
2016.11
학술대회자료
출력전류 응답성 향상을 위한 양방향 DC-DC 컨버터의 전향보상 기법
성호재
,
현승욱
,
최형준
외 2명
전력전자학회 학술대회 논문집
2016.11
학술대회자료
배터리팩 시험기를 위한 2단 구성 AC-DC 컨버터의 Si와 SiC의 손실 및 온도 비교 분석
성호재
,
최형준
,
홍석진
외 2명
전력전자학회 학술대회 논문집
2016.07
학술대회자료
배터리팩 시험기를 위한 3상 계통 연계형 AC-DC 컨버터의 SiC와 Si 스위칭 소자의 손실 분석
성호재
,
현승욱
,
홍석진
외 1명
한국조명·전기설비학회 학술대회논문집
2016.05
학술대회자료
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최근 전기자동차의 부상과 함께 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 배터리는 적용 어플리케이션마다 다양한 전압과 전류 대역을 가지고 있으므로 이를 통합적으로 실험하기 위한 단일 모듈의 배터리 팩 시험기가 최근 많이 연구되고 있다.
배터리의 특성 곡선을 얻기 위해서는 배터리 팩 시험기에 적용되는 DC-DC 컨버터의 안정적인 동작 수행이 중요한데 기존에 사용하였던 양방향 풀 브릿지 컨버터, DAB 컨버터의 경우 고전압, 대전류로 범위가 넓어질수록 소자의 발열문제, 효율, 제어의 복잡성 문제가 대두되고 있다. 따라서 최근에는 이러한 한계를 극복하기 위한 3상 컨버터에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 논문에서 연구한 3상 절연형 양방향 DC-DC 컨버터의 특징은 다음과 같다. 충전 모드에서는 인터리빙 인덕터를 통해 소자에 흐르는 전류의 RMS 값을 낮추었으며 방전 모드에서는 서지 전압을 제거하기 위해 능동 클램프를 적용하였으며 발생한 서지 전압을 다시 에너지로 재사용 할 수 있도록 하였다.
동기식 스위칭 기법을 적용 하였으며 3상의 스위치를 120°씩 Phase-shift 시켜서 제어를 하였으며 시스템의 동특성 향상을 위해 전향 보상 기법을 적용하였다.
본 논문에서는 10kW급 실험 세트를 제작하여 실험 및 시뮬레이션을 통해 컨버터의 충전 및 방전 모드 특성을 검증하였다. 실험 결과 충전 모드에서는 최대 93.5%, 방전 모드에서는 91%의 효율을 측정하였으며 전류 THD는 10kW 부하 기준으로 3.5%가 측정되는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 ?100A에서 100A로 전환되는 모드 절환 속도가 1.7ms 나타나는 것을 실험을 통해 확인 하였다.
배터리의 특성 곡선을 얻기 위해서는 배터리 팩 시험기에 적용되는 DC-DC 컨버터의 안정적인 동작 수행이 중요한데 기존에 사용하였던 양방향 풀 브릿지 컨버터, DAB 컨버터의 경우 고전압, 대전류로 범위가 넓어질수록 소자의 발열문제, 효율, 제어의 복잡성 문제가 대두되고 있다. 따라서 최근에는 이러한 한계를 극복하기 위한 3상 컨버터에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 논문에서 연구한 3상 절연형 양방향 DC-DC 컨버터의 특징은 다음과 같다. 충전 모드에서는 인터리빙 인덕터를 통해 소자에 흐르는 전류의 RMS 값을 낮추었으며 방전 모드에서는 서지 전압을 제거하기 위해 능동 클램프를 적용하였으며 발생한 서지 전압을 다시 에너지로 재사용 할 수 있도록 하였다.
동기식 스위칭 기법을 적용 하였으며 3상의 스위치를 120°씩 Phase-shift 시켜서 제어를 하였으며 시스템의 동특성 향상을 위해 전향 보상 기법을 적용하였다.
본 논문에서는 10kW급 실험 세트를 제작하여 실험 및 시뮬레이션을 통해 컨버터의 충전 및 방전 모드 특성을 검증하였다. 실험 결과 충전 모드에서는 최대 93.5%, 방전 모드에서는 91%의 효율을 측정하였으며 전류 THD는 10kW 부하 기준으로 3.5%가 측정되는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 ?100A에서 100A로 전환되는 모드 절환 속도가 1.7ms 나타나는 것을 실험을 통해 확인 하였다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구 배경 및 필요성 11.2 연구 목적 및 방법 61.3 논문의 구성 7제 2 장 10kW 급 배터리 팩 시험기 82.1 AC-DC PWM 컨버터에 관한 연구 82.2 AC-DC PWM 컨버터의 제어 기법 162.2.1 AC-DC PWM 컨버터의 PI 전압 제어기 172.2.2 AC-DC PWM 컨버터의 PI 전류 제어기 212.3 기존의 절연형 DC-DC 컨버터에 관한 연구 242.3.1 양방향 Full Bridge DC-DC 컨버터 252.3.2 LLC DC-DC 컨버터 342.3.3 DAB DC-DC 컨버터 38제 3 장 3 상 양방향 DC-DC 컨버터의 모드 분석 413.1 3 상 양방향 DC-DC 컨버터의 충전 모드 423.2 3 상 양방향 DC-DC 컨버터의 충전 모드 분석 443.3 3 상 양방향 DC-DC 컨버터의 방전 모드 503.4 3 상 양방향 DC-DC 컨버터의 방전 모드 분석 523.5 3 상 절연형 양방향 DC-DC 컨버터의 제어 기법 58제 4 장 10kW 급 배터리 팩 시험기 시뮬레이션 604.1 AC-DC PWM 컨버터 시뮬레이션 634.2 3 상 양방향 DC-DC 컨버터의 충, 방전 모드 시뮬레이션 64제 5 장 배터리 팩 시험기 하드웨어 구성 및 실험 705.1 10kW 배터리 팩 시험기 실험 세트 구성 705.2 10kW 배터리 팩 시험기 스위치 선정 735.3 10kW 배터리 팩 시험기 실험 결과 75제 6 장 결론 및 향후 과제 83참고 문헌 84ABSTRACT 88
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