PUKYONG

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PUKYONG Repository 산업대학원 전기공학과

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Abstract: 마이크로 그리드에 대한 연구가 활발히 진행되면서 태양광, 풍력, 연료전지 등 신재생에너지의 보급이 확대되고 있다. 일반적으로 마이크로 그리드는 전력을 생산하여 계통으로 공급하기도 하고 계통사고 발생 시 계통과 독립적으로 운전하기도 한다. 하지만 태양광과 풍력은 환경조건에 따라 전력공급이 불안정하고 연료전지는 안정적인 전력공급은 가능하나 응답특성이 느려 부하 급변 시 초기의 짧은 시간동안 정상적인 전력공급이 불가능하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 응답특성이 매우 빠른 슈퍼커패시터를 이용한 에너지 저장장치에 대한 관심이 고조되고 있다.
본 논문에서는 슈퍼커패시터를 이용한 3kW급 절연형 양방향 DC-DC 컨버터의 최대 효율점을 찾기 위하여 변압기 권선비와 방전모드에 대한 스위치 손실을 분석하였으며 이를 통하여 최적의 변압기 권선비와 방전모드를 결정하고자 한다. 양방향 DC-DC 컨버터 토폴로지 중에서 Dual Full-Bridge 구조의 양방향 DC-DC 컨버터의 방전모드를 Phase-Shift모드와 Boost모드로 구동하여 각 방전모드에서 변압기 권선비가 다른 경우에 스위치 손실을 분석, 비교하였다.

URI: https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/12117
http://pknu.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000001967736

Table Of Contents: 1. 서 론 1

2. 시스템 설계 및 동작원리 5
2-1. 전체시스템 구성 5
2-2. 슈퍼커패시터용 양방향 DC-DC 컨버터의 동작 원리 8
2-2-1. Buck Mode 동작원리 10
2-2-2. Boost Mode 동작원리 16
2-2-3. Phase-Shift Charge Mode 동작원리 22
2-2-4. Phase-Shift Discharge Mode 동작원리 29
2-3. System Parameter 설계 36
2-3-1. 인덕터 설계 36
2-3-2. Duty 설계 38
2-3-3. Phase-Shift Mode (위상) 설계 41

3. 충전 및 방전 시 발생하는 손실 45
3-1. 스위치 손실 45
3-2. 변압기 손실 55

4. 시뮬레이션 및 최적의 변압기 권선비 선정 58
4-1. 시뮬레이션 Parameter 58
4-2. 시뮬레이션 파형 60
4-3. 손실을 최소화하는 변압기 권선비 결정 69

5. 결론 74

참고문헌 76

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