높은 전압변환비를 갖는 양방향 DC/DC 컨버터에 관한 연구 = A Study on Bidirectional DC/DC Converter with High Voltage Conversion Ratio
저자
발행사항
서울 : 동국대학교 일반대학원, 2021
학위논문사항
학위논문(석사)-- 동국대학교 일반대학원 : 전자전기공학과 전력변환시스템전공 2021. 8
발행연도
2021
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
서울
형태사항
49 p. ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 김용
UCI식별코드
I804:11020-000000082712
DOI식별코드
소장기관
최근 에너지 부족, 규제, 환경오염 문제로 인해 태양광, 연료 전지와 같은 분산된 에너지 자원에 대한 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 분산형 발전(DPG:Distribated Power Generation), 온사이트 발전(OSG:On-Site Generation), 분산형 에너지(DG:Distributed)는 분산형 에너지 자원(DER:Distributed Energy Resources)으로 불리며 다양한 소형 또는 그리드 연결 장치를 통하여 전기에너지를 발생시키고 저장한다 [1], [2]. 그림 1-1은 일반적으로 신재생에너지에 사용되는 분산형 발전의 블록 다이어그램을 나타내며 양방향 DC/DC 컨버터는 DC/DC 컨버터로 변환된 높은 출력 전압을 부하에 공급하거나 경우에 따라 DC/DC 컨버터의 전력을 별도의 배터리로 공급하는 장치를 의미한다. 따라서, 양방향 DC/DC 컨버터는 높은 전압변환비, 고효율 및 높은 전력수준(Power Level)이 요구된다 [3]-[5]. 따라서, DC/DC 컨버터에서 승압형 컨버터는 시비율(D)를 증가시킴으로써 매우 높은 전압 이득(M)을 얻을 수 있으나 첫째, 높은 전압 이득(M)을 얻기 위해서는 굉장히 높은 시비율(D)을 적용해야 하며, 이는 기생 파라미터 성분으로 인한 전력 소자에 심각한 손실을 일으킨다. 둘째, 스위치 및 다이오드 소자에 인가되는 전압스트레스가 높기 때문에 큰 전도 손실이 발생한다. 셋째, 출력 다이오드의 하드 스위칭으로 인해 높은 역회복 손실을 지니고 있다. 따라서, 이러한 모든 요인들은 전압 이득(M)과 효율을 떨어뜨리고 전력 수준(Power Level)을 제한한다 [6]-[8].
본 논문에서는 2개의 인덕터와 3개의 스위치를 결합하여 높은 전압변환비를 갖는 양방향 DC/DC 컨버터를 제안하였으며 제안된 컨버터는 높은 전압 이득(M) 및 반도체 소자의 낮은 전압 스트레스를 갖는 특징을 지닌다
In this paper, a new propose a new bidirectional DC/DC converter. The circuit configuration of the proposed converter is very simple. Connect two inductors and a switch in series with the power side in parallel and one switch in series with the load side. In step-up mode, two inductors connected in series and a switch can be operated by charging and discharging in parallel in series to achieve a high step-up voltage gain(M). In step-down mode, one switch on the high voltage side works with series charge and parallel discharge to achieve high step-down voltage gain. Therefore, the proposed converter provides higher step-up and step-down voltage gain(M) than conventional bidirectional DC/DC boost/buck converters.
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