• 전기전자학회논문지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.254-260
• /
• 2019

본 논문에서는 양방향 dc-to-dc 컨버터의 고장원인, 고장영향, 고장 결과를 파악하기 위한 failure mode and effect analysis(FMEA)와 양방향 컨버터의 위험도를 고려한 fault-tree analysis(FTA)를 통해 고장률을 예측한다. 전기차의 구동전압을 효율적으로 상승시키기 위해 인버터 앞단에 부착되는 양방향 컨버터는 배터리 전력을 dc-link 커패시터로 방전시키는 승압모드와 회생전력을 배터리로 충전시키는 강압모드를 가진다. 양방향 컨버터의 동작 특성을 고려한 FMEA 결과를 바탕으로 컨버터의 위험도를 고려한 고장나무를 설계한다. 전기차 MCU용에 맞는 설계 파라메타를 설정하고 출력전압 리플과 인덕터 전류 리플에 따른 커패시터와 인덕터의 부품 고장률을 분석한다. 또한 동작 온도에 따른 주요부품의 고장률을 MIL-HDBK-217F를 이용하여 구한다. 마지막으로 부품 고장률을 고장나무의 기본 사상의 고장률로 반영하여 컨버터 고장률과 평균고장시간을 예측한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.422-424
• /
• 2008

본 논문에서는 전류 불연속 모드(DCM)로 동작하는 두 개의 스위치를 가지는 플라이백 컨버터(Two Switch Flyback)를 응용한 배터리 이퀄라이저(Battery Equalizer)를 제안한다. 제안된 배터리 이퀄라이저는 스위치와 다이오드를 공통으로 사용해 추가되는 능동 소자의 수를 최소화 한다. 또한 스위치 양단의 전압 스트레스를 배터리 스택(stack) 전압으로 제한 시켜 낮은 정격 전압을 가지는 스위치를 사용 가능하게 하여 가격을 줄이고 효율을 높인다. 이론적 분석과 실험을 통해 제안한 배터리 이퀄라이저의 성능을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
• /
• pp.85-86
• /
• 2017

본 논문에서는 DC 48V 전원 공급이 가능한 600W급 PV ESS( Energy Storage system)시스템에 대하여 제안한다. PV 입력부는 100V이하의 전압 입력에서 사용할 수 있도록 3레벨 부스트(Three level boost)컨버터로 구성하였다. 배터리는 양방향 DC/DC 컨버터를 사용하였고 DC48V부는 벅 컨버터로 구성하였다. 제안한 시스템의 검증하기 위하여 시뮬레이션과 600W PV ESS 시스템을 구성 실험을 진행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
• /
• pp.155-156
• /
• 2011

이 논문은 새로운 형태의 EV, PHEV용 탑재형 충전기를 제안한다. 입출력단의 절연을 위한 공진 컨버터와 역률 개선과 충전 전력을 제어하기 위한 벅부스트 컨버터의 2단 구조로 구성하였다. 벅부스트는 전압 스트레스 감소를 위한 2단 병렬 구조와 제어기의 단순화를 위한 DCM 제어로 구현하였다. 또한 파워부에서는 필름 커패시터만으로 구성하였다. 제안한 컨버터의 성능은 실험을 통하여 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.339-340
• /
• 2010

본 논문에서는 배터리를 이용한 직류전원 백업장치, HID 램프, 연료전지 시스템 등 고승압이 요구되나 절연이 필요 없는 응용을 위한 새로운 비절연 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 인터리빙이 적용되고 CCM에서 모든 스위치의 ZVS 턴온과 다이오드의 ZCS 턴온 턴오프가 가능하며, 최적의 소자 선택이 되도록 배압회로의 수를 적절히 선정하여 회로구성이 가능한 장점이 있다. 1kW 시작품으로 동작원리를 확인하였으며 최고효율 96.1%를 달성하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
• /
• pp.67-69
• /
• 2019

본 논문에서는 DC 배전 시스템을 위한 새로운 다중 모드 단일 인덕터 회로를 제안한다. 제안하는 컨버터는 벅 컨버터에 배터리 스위칭 셀이 병합된 구조로서, 단일 인덕터를 사용하여 두 개의 출력 제어가 가능하다. 기존의 회로와 비교해보았을 때, 전체 소자수가 증가하였음에도 불구하고 감소한 인덕터 개수로 인해 전체 시스템의 가격 저감에 효과적이며 높은 전력밀도를 달성할 수 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.108-109
• /
• 2014

본 논문에서는 배터리, 양방향 DC-DC 컨버터, 그리고 브러시레스 직류 전동기로 구성되는 마이크로 터빈 구동 시스템의 제어 방식에 대해 소개한다. 브러시레스 직류 전동기 구동용 인버터의 직류링크 전압이 가변되기 때문에 기존의 소신호 모델 기반으로는 양방향 DC-DC 컨버터의 과도 응답 제어 성능이 저하되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 평균 모델을 이용하여 양방향 DC-DC 컨버터를 제어함으로써 과도 응답 제어 성능을 개선하였고, PAM 방식 제어를 이용하여 브러시레스 직류 전동기의 고속 센서리스 운전을 구현하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
• /
• pp.22-24
• /
• 2020

본 논문은 11kW급 양방향 탑재형 충전기를 위한 CLLLC 공진 컨버터 설계에 대하여 발표한다. CLLLC 공진 컨버터의 공진 탱크 설계하였으며, 고효율화를 위하여 SiC-MOSFET을 사용하고, 배터리 전압에 따라 링크전압 가변 알고리즘과 동기정류기를 적용하였다. 그 결과를 바탕으로 프로토타입을 제작하여 실험한 결과를 발표한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.422-423
• /
• 2010

직렬 연결된 배터리는 각 셀의 내부 화학적 특성 차이로 인해 동일 전류로 충전 및 방전 과정을 진행하여도 셀 간에 미세한 전압 차이가 발생한다. 이러한 셀 간 전압 불균형은 배터리 셀에 해로운 영향을 끼치게 되는데, 2차 전지의 경우 배터리 용량의 변화를 야기한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 배터리 운용 범위를 제한하는 보호회로가 있지만 보호회로는 직렬 연결된 배터리 셀 중 가장 전압이 높거나 가장 낮은 셀을 기준으로 충전과 방전 사이클을 종료시키므로 배터리 팩의 용량을 최대한으로 사용하지 못하게 하는 문제를 발생시킨다. 배터리 균등화 회로는 셀 간의 전압 차이를 줄여 배터리의 최대 용량을 사용하고자 하는 목적을 가진다. 저항을 기반으로 하는 수동적인 방법과는 달리 스위칭 소자를 이용하는 능동적인 방법에서는 스위칭으로 인해 입출력 전압 변동이 발생하여 컨버터 내부에 흐르는 전류가 수시로 변하는 문제가 생긴다. 위 문제를 해결하기 위한 방법으로 본 논문에서는 배터리 균등화 회로에 전하 제어(Charge control)기법을 제안하고, 그에 따른 회로 설계 요소를 제시한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.159-160
• /
• 2013

본 논문에서는 연료전지를 사용하여 2차 전지를 충전시키는 동기식 부스트 컨버터를 제어하는 방식을 제안한다. 고효율을 위한 동기식 부스트 컨버터는 기존의 부스트 컨버터의 다이오드 대신 MOSFET을 사용한다. 이때 연료전지의 전압이 배터리의 전압보다 낮기 때문에 양방향 소자인 MOSFET의 특성상 DCM구간에서 역전류가 발생한다. 연료전지의 긴 기동시간으로 인해 초기 동작 시 소프트 스타트가 필요한데 이때 역전류가 발생할 수 있는 DCM구간이 나타난다. 시스템 제어를 위해 사용된 mode boundary detector은 CCM과 DCM을 구분해주어 컨버터를 제어한다. CCM구간에서는 동기식으로 부스트 컨버터가 동작되고 DCM구간에서는 기존의 다이오드를 사용하는 방식으로 역전류를 방지한다. 시뮬레이션을 통해 논문의 타당성을 증명하였다.