배터리 충전용 양방향 절연형 DC-DC 컨버터

배터리 충전용 양방향 절연형 DC-DC 컨버터 상세정보
대표분류 전력발전/배전
연구기관 한국전기연구원 연구자 류명효, 김종현, 백주원
기술내용 근래에는 배전 시스템, 전기 자동차, UPS 시스템 등에서 전력 품질을 향상시키기 위한 에너지 저장 장치의 충방전을 위하여 양방향의 DC-DC 컨버터가 많이 요구되어진다. 에너지 저장 장치용 양방향 DC-DC 컨버터는 비절연형과 절연형으로 설계가 가능하나 입/출력 전압의 크기와 안정성을 고려하여 절연형의 DC-DC 컨버터의 요구가 증가하고 있다. 절연형 DC-DC 컨버터는 기본적으로 풀-브리지 컨버터와 풀-브리지 ZVS 컨버터가 많이 적용되고 있으나 근래에는 효율 향상을 위하여 공진형 컨버터와 DAB(Dual Active Bridge) 컨버터에 대한 연구가 많이 진행 중이다. 본 기술은 양방향 동작 특성이 우수한 DAB 컨버터를 적용하여 입/출력 전압 차이가 큰 배터리 충전기에서 변압기의 권선비를 조절하여 배터리의 전압 변동이 크더라도 최적으로 운전이 가능하다. 특히, 고압의 전원에서 저압의 배터리를 운전할 경우, 배터리의 전압 상태에 따라 DAB 컨버터는 영전압 스위칭을 위하여 큰 무효 전류가 발생하게 되고 이를 보상하기 위하여 변압기의 권선비를 조절하는 것이 유용하다. 이를 위하여 일차 측에 스위치와 변압기 권선을 추가함으로써 변압기의 권선비를 조절 가능하도록 하였다.
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