Development of DC-DC Converter for Ancillary Power Supply in Hybrid Electric Vehicle

하이브리드 자동차 보조전원 공급용 DC-DC 컨버터 개발

This paper describes the DC-DC Converter for Ancillary Power Supply in Hybrid Electric Vehicle. DC-DC Converter is used for charging 12V auxiliary battery supplying electric power to head ramp, audio, ECU etc in automobiles. used DC-DC Converter Topology is PS-ZVS FB(Phase Shifted Zero Voltage Switching Full-Bridge) to reduce switching loss and EMI noise induced by high frequency operating condition. And For easy compensation and stable system response characteristic, current mode control method including slope compensation is employed. Constant current / constant voltage charging control method guarantee stable electric charging of auxiliary battery. Simulation toll PSIM6.0 is used for initial circuit parameter settings and H/W debuging. Thermal problems of Switching components in DC-DC Converter is improved by using Thermo Tracer.

본 논문에서는 하이브리드 자동차용 보조전원 공급이 목적인 DC-DC Converter에 대하여 기술하였다. DC-DC Converter는 차량 내의 헤드램프, 오디오, 각종 ECU등 전기/전자 부하에 전력을 공급하며 또한 12V 보조 배터리를 충전하는데 사용된다. 고주파 동작 조건하에서 유기되는 전자파 노이즈와 스위칭 손실을 저감하기 위하여 컨버터 토폴로지로 위상천이 영전압 풀브리지 방식을 적용하였으며 제어기의 용이한 보상 및 안정된 시스템 응답 특성을 위하여 슬로프 보상이 포함된 전류 모드 제어방식을 사용하였다 정전압/정전류 충전 제어 방식은 전기부하에 안정적인 전원공급과 보조 배터리의 안정적인충전을 보장한다. 초기의 회로 파라메타 설정 및 하드웨어 디버깅을 위하여 시뮬레이션 툴로 PSIM 6.0을 사용하였으며. DC-DC Converter에서 스위칭 소자의 발열문제는 Thermo Tracer 장비를 사용하여 개선하였다.