A Study on the Design of High Efficiency Push-Pull Converter for Residential Fuel Cell Power System

가정용 연료전지 전원시스템을 위한 고효율 푸쉬풀 컨버터의 설계에 관한 연구

가정용 연료전지의 상용화를 위해서는 시스템의 신뢰성과 경제성 향상이 중요한 문제이며, 경제성 향상은 시스템의 가격 절감과 컨버터의 효율 향상을 통해서 달성될 수 있다. 본 논문은 1kW급 가정용 연료전지 시스템을 위한 새로운 고효율 푸쉬풀 컨버터의 토폴로지를 제안한다. 제안된 컨버터는 2차측을 낮은 정격 전압을 가진 정류 다이오드를 사용한 2단 정류구조로 구성하여 다이오드의 손실을 저감시키고, 다이오드의 접합 커패시턴스와 변압기의 누설 인덕턴스의 상호작용에 의해 발생하는 공진 전압의 크기를 저감시킴으로써 스너버에서 소모되는 전력을 줄여 효율을 향상시켰다. 실험에서는 일반적인 형태의 푸쉬풀 컨버터 1차측 회로와 고주파 변압기는 공유하고, 2차측회로만 변경하는 방법으로 효율을 측정하여 비교함으로써 제안된 방식의 우수함을 증명하였다. 제안된 방식의 푸쉬풀 컨버터는 기존방식에 비해 특히 경부하에서 높은 효율을 나타내었으며, 전 부하 구간에서 효율의 변화가 크지 않아 부하가변 방식의 운전에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.