PSFB 컨버터에서 빠른 응답특성을 가지기 위한 전류 레퍼런스 보상에 관한 연구 = A Study of current reference compensation for fast response in PSFB converter

국문 초록 (Abstract)

화석연료의 환경문제가 많아져, 신 재생에너지 산업이 점차 증가하고 있다. 대표적으로 신재생에너지로 사용하는 ESS(Energy Storage System)과 EV(Electronic vehicle)이 있다. ESS 와 EV 산업 또한 급격하게 증가하고 있는 추세이며 효율 및 충 방전 속도에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 논문에서는 ESS 내부의 PCS(Power Conversion System)와 EV 의 OBC(On Board Charger)에 일반적으로 많이 쓰이는 PSFB(Phase Shift Full Bridge) 컨버터의 빠른 응답특성에 관하여 연구하였다. PSFB 컨버터는 스위치의 위상차를 주어 ZVS, ZCS 동작을 하도록 만든 컨버터이며 파워 전달구간(Power transfer interval), 프리 휠링 구간(Freewheeling interval), 슬루 구간(Slew interval) 이렇게 구성되어 있다. 일반적인 듀티는 슬루구간과 파워구간을 포함한 듀티이지만 실제 출력 함수로 나타내는 듀티는 유효듀티로 파워링 구간에서만 동작되는 듀티를 말한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 위상천이 풀 브리지(Phase Shift Full Bridge) 컨버터 동작원리 3
• 2.1 Mode 0 3
• 2.2 Mode 1 5
• 2.3 Mode 2 6
• 2.4 Mode 3 8
• 2.5 Mode 4 10
• 2.6 Mode 5 13
• Ⅲ. 제어기 설계 14
• 3.1 전압 제어기 설계 14
• 3.2 PSFB 컨버터 전류 감지 위치에 따른 전류제어기 설계 14
• 3.2.1 Case 1 : 2차 측 출력 인덕터 전류 감지 15
• 3.2.2 Case 2 : 1차 측 입력 전류 감지 18
• 3.3 최대 전류 모드 제어 문제점 및 경사보상(slope compensation)을 사용한 해결방안 20
• 3.4 PSFB 컨버터에서 경사보정 모드 설계 22
• 3.4.1 경사보정 슬로프 ma 조건 25
• Ⅳ. 제안하는 전류 명령 유효 듀티 보상 30
• 4.1 PSFB 컨버터 슬루 구간 듀티 손실 문제점 30
• 4.2 제안하는 슬루 구간 무효 듀티 전류명령 보상 32
• Ⅴ. 모의해석 35
• 5.1 회로 구성 35
• 5.2 PSFB PCMC & 경사보상 비교 36
• 5.2 제안하는 슬루 구간 무효 듀티 보상 제어기를 사용한 모의해석 38
• Ⅵ. 실험 43
• 6.1 회로 구성 43
• 6.2 1차 측 전류 감지 44
• 6.2 경사보상 디지털 구현 45
• 6.3 PSFB PCMC & 경사보상 비교 46
• 6.4 제안하는 슬루 구간 무효 듀티 보상 제어기를 사용한 실험 비교 48
• Ⅶ. 결론 52
• 참고문헌 53
• Abstract 54
• 감사의 글 55