• Title/Summary/Keyword: Bidirectional DC/DC Converter

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Bidirectional DC-DC Converter with Soft-Switching for Battery Charging and Discharging of Electric Vehicle (소프트스위칭 특성을 갖는 전기자동차 배터리 충방전용 양방향 DC-DC 컨버터)

  • Seo, Bo-Gil;Jung, Jae-Hun;Park, Hae-Young;Nho, Eui-Cheol;Kim, In-Dong;Kim, Heung-Geun;Chun, Tae-Won
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2013.11a
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    • pp.143-144
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    • 2013
  • 본 논문에서는 전기자동차 배터리 충방전용 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 소프트 스위칭에 대해 다루었다. 양방향 DC-DC 컨버터의 한쪽 단자는 계통과 연결된 PWM 컨버터의 DC-link단과 연결되고, 다른 한쪽 단자는 배터리에 연결된다. 양방향 DC-DC 컨버터의 소프트스위칭에 대해 기술한 다음 인덕터의 권선 저항이 소프트 스위칭 동작에 미치는 영향을 분석하였으며, 시뮬레이션을 통하여 제안한 방식의 타당성을 검증하였다.

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Research of a high efficiency isolated bidirectional AC-DC converter for DC distribution system (DC 배전 시스템을 위한 고효율 절연형 양방향 AC-DC 컨버터 개발에 대한 연구)

  • Kim, Ho-Sung;Jung, Jee-Hoon;Ryu, Myung-Hyo;Kim, Jong-Hyun;Baek, Ju-Won
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2012.07a
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    • pp.369-370
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    • 2012
  • 본 논문은 380V DC 배전 시스템의 양방향 전력 흐름 제어와 전력 변환 효율 개선을 위한 고효율 절연형 양방향 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 회로는 비절연형 양방향 AC-DC 정류기와 절연형 양방향 CLLC 공진형 컨버터로 구성된다. AC-DC 정류기의 전력 변환 효율 높이기 위해서 단극성 SPWM 방식을 이용하여 SiC 다이오드와 Anti-parallel 다이오드가 없는 IGBT와 MOSFET를 이용하여 전력 변환 효율을 증가 시켰다. 절연형 양방향 DC-DC 컨버터의 효율을 높이기 위해서 전 범위 ZVS 동작이 가능한 양방향 CLLC 공진형 컨버터를 이용하였다. 5kW 시제품을 통하여 제안하는 절연형 양방향 AC-DC 컨버터의 성능을 검증하였다.

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A Study on the Hybrid Fuel Cell System by using supercapacitor (수퍼커패시터를 이용한 하이브리드 연료전지시스템에 관한 연구)

  • Yoon, Seong-Sik;Choi, Won-Muk;Kim, Sung-Hoon;Kim, Tea-Kue;Ahn, Ho-Gyun
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.589-592
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    • 2011
  • In this paper, bidirectional DC-DC converter is designed to cover up defects of fuel cell generating system like as low dynamic characteristic, unstable output and lack of storage ability by using bidirectional DC-DC Converter and supercapacitor that available to charge & discharge quickly, high efficient at charge & discharge and semi-permanent. Operating efficiency has been analyzed through simulation and examination. According to these design and data, hybrid system has been made and operation test, evaluation and results evaluation have been performed.

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Battery Energy Storage System with Novel High Efficiency Topology (배터리 에너지 저장 시스템을 위한 새로운 고효율 토폴로지)

  • Lee, Il-Ho;Kim, Kyu-Dong;Lee, Yong-Suk;Kim, Jun-Gu;Won, Chung-Yuen
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2012.07a
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    • pp.431-432
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    • 2012
  • The proposed dc-dc convertor for a battery energy storage system(BESS) can reduce the power rating and bidirectional power flow. This system consist soft-switching bidirectional dc-dc converter so it can reduce the energy loss when charging and discharging mode. Thus it can achieve high efficiency. Also, overall system utilizes the voltage compensation circuit. It is composed of small size and low cost due to reducing the power rating. In this paper, we proposed system about verified by simulation.

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A Bidirectional Single-Stage DC/AC Converter for Grid Connected Energy Storage Systems

  • Chen, Jianliang;Liao, Xiaozhong;Sha, Deshang
    • Journal of Power Electronics
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    • v.15 no.4
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    • pp.1026-1034
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    • 2015
  • In this paper, a unified control strategy using the current space vector modulation (CSVM) technique is proposed and applied to a bidirectional three-phase DC/AC converter. The operation of the converter changes with the direction of the power flow. In the charging mode, it works as a buck type rectifier; and during the discharging mode, it operates as a boost type inverter, which makes it suitable as an interface between high voltage AC grids and low voltage energy storage devices. This topology has the following advantages: high conversion efficiency, high power factor at the grid side, tight control of the charging current and fast transition between the charging and discharging modes. The operating principle of the mode analysis, the gate signal generation, the general control strategy and the transition from a constant current (CC) to a constant voltage (CV) in the charging mode are discussed. The proposed control strategy has been validated by simulations and experimental results obtained with a 1kW laboratory prototype using supercapacitors as an energy storage device.

Operational Characteristics of A Bidirectional SLLC Resonant Converter Using Auxiliary Switches and Inductor (보조스위치와 보조인덕터 적용 양방향 SLLC 공진컨버터 동작특성)

  • Heo, Y.C;Joo, J.S;Lee, J.C;Kim, E.S
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2016.07a
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    • pp.405-406
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    • 2016
  • A bidirectional secondary LLC resonant converter with auxiliary switches and an additional inductor is proposed to achieve the high gain characteristics of LLC resonant convertors. Auxiliary switches, an additional inductor and a resonant capacitor are connected in the high voltage secondary side of the proposed converter. The ac analysis and operating characteristics of bidirectional secondary LLC resonant converter are investigated. A 1kW prototype bidirectional secondary LLC resonant converter connected to the $400V_{DC}$ buses is designed and tested to confirm the validity and applicability of the proposed converter.

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Design of Active Regenerative Bidirectional DC-DC Converter Using Electric Railway Simulator (철도차량 시뮬레이터를 이용한 능동회생 양방향 DC-DC 컨버터 설계)

  • Park, Chan-Heung;Kim, Jong-Yoon;Cho, Ki-Hyun;Jang, Su-Jin;Lee, Byoung-Kuk;Won, Chung-Yuen
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.166-168
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    • 2007
  • 본 논문에서는 직류 지하철 급전시스템에서 발생하는 회생전력을 활용하기 위한 회생전력 제어용 양방향 DC-DC 컨버터 및 EDLC(Electric Double Layer Capacitor)를 이용한 양방향 DC-DC 컨버터의 효율적 충 방전 제어 알고리즘을 제안하였다. 가선전압의 변화에 따른 제어 방법을 제안함으로서 회생전력의 발생으로 인한 가선전압의 상승을 안정적으로 제어할 수 있도록 하였고, 실측된 가선전압과 동일한 직류 급전시스템의 모의가 가능한 가선전압 모의장치를 사용하여 철도차량용 양방향 DC-DC 컨버터의 효율성을 검증하였다.

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Isolated bidirectional DC-DC Converter for low voltage battery charger (저전압 배터리 충전용 절연형 양방향 DC-DC 컨버터)

  • Jeong, Dong-Keun;Ryu, Myung-Hyo;Baek, Joo-Won;Kim, Hee-Je
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2013.07a
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    • pp.198-199
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    • 2013
  • 본 논문은 군용 UPS 시스템에서 Dual Active Bridge(DAB) 컨버터를 이용한 절연형 양방향 배터리 충전기를 제안한다. 일반적인 군용 UPS 시스템은 AC-DC 정류기, DC-AC 인버터, 양방향 DC-DC 컨버터, 배터리 충전기, 배터리로 구성되며, 여러 부하상태들에 대한 지속적인 전력공급을 위하여 안정적인 에너지 저장 시스템이 요구된다. 다양한 양방향 DC-DC 컨버터들 중, DAB 컨버터는 buck, boost 동작이 가능한 고효율 절연형 양방향 컨버터이다. 본 논문에서는 6kW(입력 380Vdc, 출력 32/21Vdc) DAB 컨버터에 대한 토폴로지 분석하고, 파라미터 및 제어 알고리즘 설계를 제안하고 시제품을 통해 이를 검증하였다.

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Bidirectional DC/DC Converter with Supercapacitor for LVDC System (저압직류배전 시스템에 적용되는 슈퍼캐패시터용 양방향 DC/DC 컨버터)

  • Jeong, Hwanmin;Cho, Seunghyun
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2019.11a
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    • pp.226-227
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    • 2019
  • 본 논문에서는 마이크로그리드 시스템의 기존 교류 배전망에서 전력 전송 손실을 개선하기 위해 직류 배전망으로 설계하면서 전력을 저장하는 배터리부와 상기 배터리부로부터 LVDC망 전압을 사용자가 설정 및 설계한 전압에 대응하며 유지하기 위한 양방향 DC/DC 컨버터에 대해서 연구하였다. 기존에 사용하던 방식과는 다르게 슈퍼캐패시터를 추가하여 고속, 고출력의 충방전을 할 수 있으며, 이러한 특징으로 인하여 전력품질 개선과 비상시 전력을 공급할 수 있는 장접을 갖게 되었다. 제어기는 PI 제어기를 적용하였으며, PWM 게이팅 신호를 만들어 스위칭 소자를 제어하였다. 매트랩 시뮬링크를 이용하여 양방향 DC/DC 컨버터의 회로를 설계하고 구동 알고리즘을 적용해서 시스템을 구성하여, 슈퍼캐패시터를 이용한 양방향 DC/DC 컨버터의 역할 가능성을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

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Current Ripple Analysis of 3-phase Interleaved Bidirectional DC-DC Converter In Case of DC Link Voltage Variation (DC 링크 전압이 가변하는 경우의 3상 인터리브드 양방향 DC-DC컨버터의 전류리플 해석)

  • Sun, Daun;Jung, Jae-Hun;Nho, Eui-Cheol;Kim, Heung-Geun;Chun, Tae-Won
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2015.11a
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    • pp.189-190
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    • 2015
  • 본 논문은 계통연계형 인버터의 DC-Link단 전압 변동에 따른 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 배터리 전류 리플 분석에 관한 것이다. 배터리 전류 리플 저감을 위하여 인터리브드 방식을 사용하였으나 전압 변동에 따라 전류 리플이 변하므로 전류 리플을 최소화 하는 방법을 찾고자 한다. 전 부하구간에서 전류 임계모드로 동작시켜 시스템의 효율을 높였으며, 배터리 전압과 DC-Link단 전압 변동에 따라 주파수와 듀티를 가변시켜 출력전력을 제어하였다. 시뮬레이션을 통하여 전류 리플 해석 결과를 보였다.

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