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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 노정욱
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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본 논문은 고승압을 위한 배터리 충전/방전 양방향 dc-dc 컨버터를 제안한다. 기존 배터리 충전/방전에 사용되는 양방향 컨버터는 하프-브릿지를 이용한 하프-브릿지 양방향 컨버터, 벅-부스트 컨버터를 이용한 벅-부스트 양방향 컨버터, 플라이백 컨버터를 이용한 플라이백 양방향 컨버터 등 다양한 양방향 컨버터가 존재한다. 하지만 스위치의 전류정격이 낮고 소자 수가 적기 때문에 하프-브릿지 양방향 컨버터를 가장 많이 사용한다. 이때, 하프-브릿지 양방향 컨버터는 배터리 방전 동작 시, 부스트 컨버터 동작을 한다. 하지만 부스트 컨버터의 인덕터 기생저항, PCB 패턴의 기생저항 등의 동손 손실로 인해 고 승압이 불가한 문제점이 있었다. 이를 본 논문에서는 배터리 방전 동작 시, 플라이백 컨버터와 부스트 컨버터의 동시 동작으로 고승압이 가능하다. 이때, 부스트 컨버터의 출력 전압으로 플라이백 컨버터 스위치를 클램핑 시켜 별도의 클램프 회로 없이 스위치소자를 보호할 수 있는 장점이 있다. 그리고 기존 배터리 충전 시, 약 8배의 강압 변환으로 벅 컨버터는 낮은 시비율을 가졌다. 이는 소자의 높은 정격전압을 요구했다. 제안 회로는 고승압을 위한 플라이백의 트랜스포머 사용으로 벅 컨버터 동작 시에도 턴 비를 이용하여 시비율을 증가시키므로 소자의 정격전압을 낮출 수 있다. 본 논문에서는 기존 컨버터의 특성을 분석하고, 이를 통해 개선된 제안회로의 이론적 해석 및 모의실험을 수행한다. 또한 48W급 벅 컨버터/380W급 양방향 dc-dc 컨버터의 Prototype sample을 제작 및 실험 결과를 통해 제안회로의 타당성을 검증하였다.
목차
Ⅰ. 서 론 11.1 연구배경 11.2 기존 양방향 컨버터 51-2-1 하프-브릿지 양방향 DC-DC 컨버터 51-2-2 벅- 부스트 양방향 DC-DC 컨버터 61-2-3 플라이백 양방향 DC-DC 컨버터 71-2-4 기존 양방향 DC-DC 컨버터의 문제점 8Ⅱ. 제안회로의 구성 112.1 제안 회로 설명 112-1-1. 배터리 충전 모드의 동작 원리 112-1-2. 배터리 방전 모드의 동작 원리 162-1-3. 자동 제어 시스템 222.2 제안회로의 이론적 분석 232-2-1 입/출력 전압 변환 비 (Voltage conversion ratio) 232-2-2 스위치 전압 스트레스 252-2-3 트랜스포머 설계 272-2-4 설계가이드 282.3 제안회로의 모의실험 292-3-1 배터리 충전 모드의 모의실험 292-3-2 배터리 방전 모드의 모의실험 322.4 제안회로의 실험결과 342-4-1 제안회로의 주요파형 측정 36Ⅲ. 결론 39Ⅳ. 향후계획 41참고 문헌 42Abstract 44
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