Implementation and Verification of Semiconductor Breaker for DC Distribution

DC 배전용 반도체 차단기 구현 및 검증

본 논문은 DC 배전용 반도체 차단기를 모델링하고, 바리스터 동작 특성을 MATLAB/SIMULINK를 이용해 실험 결과와 비교 분석하였다. 단락 전류 차단을 위한 반도체 소자는 전력용 반도체 스위치인 IGBT를 이용하였으며, 회로 차단 시 인덕턴스 성분에 의해 발생하는 과전압으로부터 차단기를 보호하기 위해 바리스터를 IGBT에 병렬 연결하였다. 바리스터는 수학적 모델링을 통해 로그 스케일에서 파라미터를 산출하였으며, 비선형 저항 특성을 시뮬레이션 환경에서 표현하였다. DC 반도체 차단기는 MATLAB 기반으로 모델링하였으며, 산출된 파라미터는 바리스터 모델에 적용하여 시뮬레이션하였다. 또한, 1kV/1.5kA 차단 실험 결과를 비교 분석하여 제안된 DC 배전용 반도체 차단기의 모델의 특성을 검증하였다.