• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.165-166
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• 2015

본 논문은 새로운 단일전력변환 SEPIC(Single-Ended Primary-Inductor Converter)-ZETA 절연형 양방향 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 SEPIC과 ZETA 컨버터가 결합된 구조로 절연을 통해 안정성을 강화했고, DC측 리플 전류가 낮아 에너지 저장장치의 수명을 연장시킨다. 그리고 SEPIC 컨버터 모드(DC/AC)와 ZETA 컨버터 모드(AC/DC)에서의 입출력 전압비가 동일해 양방향 제어 알고리즘이 간단하다. 또한, 기존 two-stage 구성의 양방향 컨버터와 달리 회로가 단순하며, 단일전력변환을 통한 고효율 저비용의 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이론적 해석 및 제안한 컨버터의 250W급 시작품을 이용한 실험결과를 통해 컨버터의 우수성 및 성능을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.25-26
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• 2014

배터리를 사용하는 하이브리드 시스템의 확장으로 인하여 2차 전지를 활용할 수 있는 양방향 컨버터의 사용이 증가하고 이에 대한 연구의 필요성 또한 증가하고 있다. 기존 비절연형 단방향 컨버터는 인덕터의 전류와 부하단 캐패시터의 전압을 변수로 지정하고 고정 전원과 고정부하를 대입하여 모델링에 적용했지만, 실제 사용되는 양방향 컨버터의 동작과는 차이가 있다. 또한 이상적인 전원과는 달리 배터리의 단자전압은 SOC 및 충방전 상태에 따라 전압 변동이 일어나고 컨버터의 스위칭 동작에 의해 전압 리플이 발생하기 때문에 제어기를 설계하기 위해서는 이를 반영하여 해석하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 비절연형 양방향 컨버터의 양쪽에 부착된 캐패시터가 모두 변수로 적용된 전달함수와 이를 이용하여 설계된 제어기를 제안한다. 컨버터 모델링에 State-Space Averaging 방법을 사용하여 양방향 컨버터의 소신호 분석을 하였고, 충전 모드와 방전 모드 일때 전달함수를 각각 구하였다. 앞서 구한 전달함수를 이용하여 pole/zero 분석을 통해 PI 제어기 설계를 하였고, 주파수 분석을 통해 안정성을 확인하였다.

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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.395-396
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• 2016

본 논문에서는 가정용 에너지저장장치(Energy Storage System : ESS)를 위한 비절연 고승압 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 양방향 컨버터는 기존의 양방향 하프브리지 컨버터에 비해 2배 높은 승 강압비를 가지며 모든 스위치가 소프트스위칭을 성취한다. 또한, 매끄러운 충 방전 모드전환이 가능하며 인버터와 연계시에도 배터리 측의 저주파 리플을 제거할 수 있다. 제안하는 양방향 컨버터의 3kW급 시작품 실험을 통하여 3.4~5.2배의 승 강압동작에서 각각 최고효율 97.4%, 97.6%를 달성하였다.

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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.27-28
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• 2014

최근 배출가스 규제로 인해 연비 개선에 대한 노력을 하고 있다. 그 중에서도 기존의 내연기관 자동차에 결합하여 연비를 개선할 수 있는 ISG 시스템의 개발이 활발하게 진행되어 왔다. ISG 시스템은 모터를 구동하기 위한 인버터, 회생에너지를 저장하기 위한 에너지 저장장치 및 저 전압 배터리를 충전하기 위한 양방향 DC-DC 컨버터로 구성되어 있다. 현재 ISG 구동용 모터와 인버터는 일체형으로 개발되고 있으며, 에너지 저장장치와 양방향 DC-DC 컨버터 또한 일체형으로 개발을 진행중에 있다. 부피와 가격 경쟁력을 확보하기 위한 연구개발을 진행하고 있다. 본 논문에서는 ISG용 양방향 DC-DC 컨버터를 제안하고 실제 자동차의 연비모드 JC08모드에 의해서 주행하는 에너지 저장장치의 용량을 선정하여 통합적으로 설계를 진행하였으며, 시뮬레이션과 실험을 통해 양방향 DC-DC 컨버터를 구현한다.

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• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.5-6
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• 2014

이 논문에서 고효율, 고 승 강압 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 고 승 강압을 저비용으로 동작시키기 위해 플라이백 컨버터와 탭 부스트 컨버터로 구성되어있다. 높은 승압을 얻기 위해 플라이백 컨버터와 탭 인덕터 컨버터의 출력부분은 직렬로 연결되어있다. 또한, 역방향에서 제안된 컨버터는 매우 큰 강압을 할 수 있다. 이 제안된 컨버터는 100W급으로 설계하였으며, PSIM시뮬레이션과 실험을 통해 순방향과 역방향의 특성과 효율을 측정하여 고효율 고 승 강압 양방향 DC-DC컨버터임을 증명하였다.

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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.129-130
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• 2015

본 논문에서는 연료전지 스택진단용 양방향 컨버터의 설계 및 제어기법을 제안한다. 스택진단용 컨버터는 교류전류 제어를 위한 양방향 DC/DC 컨버터를 사용하였으며 컨버터의 전류를 교류로 제어하기 위한 전류 제어기법이 요구된다. 정확한 전류 제어를 위해 d-q 변환을 통해 전류 제어를 수행하였다. 본 논문에서 사용한 제어기법을 통해 넓은 입력전압 범위에서도 충전, 방전으로 연료전지에 교류 전류를 공급하여 연료전지의 전압 변화를 확인함으로써 연료전지 스택의 상태를 진단할 수 있다. 제안하는 컨버터의 제어기법에 대한 타당성은 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증하였으며 1.5kW급 스택진단용 양방향 DC/DC 컨버터의 설계 기법을 제안하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.449-450
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• 2011

본 논문에서는 PHEV용 1.6kW/3.3kW 단상 양방향 충전기 회로를 제안한다. 양방향충전기는 이단구조이다. 일차단은 양방향 AC/DC 컨버터로 역률제어가 가능한 PWM 컨버터구조이다. 이차단은 앙방향 절연형 DC/DC 컨버터로 고주파 ZVS 스위칭이 가능한 DAB(Dual Active Bridge) 구조이다. 제안된 전력변환장치의 검증을 위해 시뮬레이션을 하였고 프로토타입을 제작하여 회로 동작의 타당성을 입증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.443-444
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• 2019

DC마이크로그리드에서, 양방향 컨버터를 통한 계통과 배터리와의 전력교환은 필수적으로 요구 된다. 일반적으로 계통이 연결 되었을 때 배터리를 충전시키고, 계통이 끊어 졌을 때는 배터리를 통해 계통에 전력을 공급하는 양방향 동작을 한다. 이러한 전력방향전환 과도상태를 줄이기 위해 무순단 절체 기능이 필요한데, 전류 제어기를 공유하는 방식의 경우 전압제어기의 포화가 발생하면 양방향 컨버터의 출력응답이 늦어지거나, 출력이 불안정해 진다. 이 문제를 해결하기 위해 양방향 컨버터의 대표적인 포화방지(Anti-windup)기법을 적용하여 성능을 비교하였다. 또한 PSIM 소프트웨어를 통해 DC마이크로그리드 시스템을 구현해 효과를 확인한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.340-341
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• 2011

본 논문에서는 높은 승 강압비를 갖는 양방향 DC-DC 컨버터에 대한 최적의 스위칭 기법을 제안한다. 제안한 컨버터는 CCM에서도 소프트 스위칭이 가능하여 스위칭 손실뿐만 아니라 인덕터의 발열도 줄일 수 있다. 또한 모든 소자의 전압 정격과 수동소자의 부피도 기존 양방향 컨버터 보다 작아 고효율 및 고전력밀도의 달성을 기대 할 수 있다. 1.5kW 시작품의 실험을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.133-135
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• 2019

최근 신재생 에너지를 이용한 발전 방법에 관한 활발한 연구가 진행되고 있다. 이로 인해 배터리 충, 방전 분야에서 양방향 DC-DC 컨버터의 수요가 증가 되고 있다. 본 논문에서는 배터리 충, 방전용 양방향 DC-DC 컨버터에 관한 연구로 Interleaved 기법을 적용하여 충전 시 배터리 전압 리플 감소 및 Coupled 인덕터를 적용해 인덕터 전류 리플 감소를 하고 배터리에서 방전 시 출력 전력 증가 및 출력 리플을 감소시키는 연구를 진행하였다. 제안된 컨버터의 특성 및 성능은 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.