Practical Design of Dual Active Bridge Converter as Isolated Bi-directional Power Interface for Solid State Transformer Applications

Q: 이 논문에서 정의한 DAB 컨버터란 무엇인가?

DAB 컨버터는 양방향 절연형 DC-DC 컨버터로, 높은 성능과 효율을 가지며 양방향 전력 제어가 가능한 특징이 있다. 이는 고주파 변압기를 사용하여 전력 밀도를 높이고, 위상차 변조를 통해 전력 흐름을 제어하며, 스위칭 손실을 줄이는 ZVS(Zero Voltage Switching) 기능을 내재하고 있다. 하지만 경부하 시 ZVS 부족과 중부하 시 높은 순환 전류로 인한 단점도 존재한다.

Q: DAB 컨버터의 콜드 스타트 시 돌입 전류를 효과적으로 억제하는 방법은 무엇인가?

연구 결과, 제안된 3단계 소프트 스타트 알고리즘을 적용하여 콜드 스타트 시 돌입 전류를 효과적으로 억제할 수 있다. 이 알고리즘은 개루프 듀티 제어, 개루프 위상차 제어, 그리고 폐루프 위상차 제어로 구성되며, 이를 통해 RMS 돌입 전류를 약 41% 감소시키고 스위치에 가해지는 스트레스를 줄인다.

Hyun-Jun Choi; Jee-Hoon Jung

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자료유형: 학술저널

저자정보: Hyun-Jun Choi (Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)) Jee-Hoon Jung (Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST))

저널정보: 대한전기학회 Journal of Electrical Engineering & Technology Journal of Electrical Engineering & Technology Vol.11 No.5

발행연도: 2016.9

수록면: 1,265 - 1,273 (9page)

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As a bi-directional isolated interface for solid state transformer applications, practical design considerations of a dual active bridge (DAB) converter are proposed by means of a detailed mathematical model based on the converter’s steady state operations. The DAB converter is useful in isolated bi-directional power conversion applications due to high performance, high efficiency, and bi-directional control manner. However, design considerations should be taken into account to overcome the disadvantages of DAB converter, such as low efficiency caused by restricted soft switching capability at light load conditions and high circulating current at heavy load conditions. The practical design considerations of the converter’s power stage will be discussed to maximize soft switching capability and to minimize the conduction losses. In addition, to reduce the current stress of the power devices during a cold start sequence, an effective soft start algorithm will be proposed. Experimental results with a 3.3 kW prototype DAB converter will be given in order to validate the effectiveness of the proposed design considerations.

#Solid State Transformer (SST) #Dual Active Bridge (DAB) Converter #Bi-directional power conversion #Soft start algorithm #Zero Voltage Switching (ZVS)

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