부하전류 및 시비율을 보상한 동기 스위칭 3-레벨 양방향 DC/DC 컨버터의 출력 전압 제어기 설계

Q: 이 논문에서 정의한 TLBC(Three Level Bidirectional DC/DC Converter)란 무엇인가?

반도체 스위칭 소자의 전압 스트레스를 낮추고 전력 변환 효율을 높이기 위해 설계된 3-레벨 양방향 DC/DC 컨버터다. 이는 부스트 모드와 벅 모드 모두에서 동작이 가능하며, 상태 평균화 모델링을 통해 양방향 전력 제어가 가능한 구조를 가진다.

Q: TLBC의 급격한 부하 변동 시 출력 전압 안정성을 높이는 방법은 무엇인가?

연구 결과, 동기 스위칭 기법으로 불연속 전류 구간의 오차를 줄이고 부하 전류 및 시비율을 보상하는 제어 방법을 적용함으로써 출력 전압의 오버슈트와 언더슈트를 효과적으로 감소시켜 시스템의 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있다.

김수환; 최성호; 조인호; 김해인; 김학원

doi:10.6113/TKPE.2023.28.6.445

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김수환 (VCtech) 최성호 (VCtech) 조인호 (한국교통대) 김해인 (한국교통대학교) 김학원 (한국교통대)

저널정보: 전력전자학회 전력전자학회논문지 전력전자학회 논문지 제28권 제6호

발행연도: 2023.12

수록면: 445 - 454 (10page)

DOI: 10.6113/TKPE.2023.28.6.445

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This paper is a study on the control method of TLBC (Three Level Bidirectional DC/DC Converter). TLBC has the advantage of reducing the voltage stress of semiconductor devices. Since the converter of a railway vehicle, which is a high-voltage system, uses an IGBT, the switching frequency cannot be set high. If the switching frequency is low, it is not possible to set a wide bandwidth, which is closely related to the dynamic characteristics of the controller. This makes it difficult to control the output voltage and current due to rapid load changes. To reduce large fluctuations in output voltage with limited controller bandwidth, a control method that compensates for load current and duty is proposed. This was verified through PSIM simulation analysis and experiments.

#Compensated load current and duty #Control method for output voltage #Feed forword control #TLBC(Three Level Bidirectional DC/DC Converter) #Dual loop control #multi level converter

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