최근 스마트폰, 태블릿 PC 등 휴대용 스마트 기기들의 사용이 증가하면서 배터리 충전을 위해 보다 가볍고 고효율 성능의 DC-DC converter가 요구되고 있다. 이를 위해 배터리 사양도 장시간 사용이 가능한 2차 전지와 에너지 밀도가 높은 연료전지도 같이 주목받고 있다[1,2]. DC-DC converter는 스위칭 컨트롤을 하면서 모든 디바이스에 전원을 공급해 주어야하기 때문에 무엇보다 제어회로의 안정된 동작이 중요하다[1,3]. 따라서 본 논문에서는 연료전지의 전압을 입력으로 받아 DC-DC Synchronous buck converter를 이용하여 ...
최근 스마트폰, 태블릿 PC 등 휴대용 스마트 기기들의 사용이 증가하면서 배터리 충전을 위해 보다 가볍고 고효율 성능의 DC-DC converter가 요구되고 있다. 이를 위해 배터리 사양도 장시간 사용이 가능한 2차 전지와 에너지 밀도가 높은 연료전지도 같이 주목받고 있다[1,2]. DC-DC converter는 스위칭 컨트롤을 하면서 모든 디바이스에 전원을 공급해 주어야하기 때문에 무엇보다 제어회로의 안정된 동작이 중요하다[1,3]. 따라서 본 논문에서는 연료전지의 전압을 입력으로 받아 DC-DC Synchronous buck converter를 이용하여 리튬폴리머 전지 2개를 교번하여 충전할 수 있는 충전기를 설계하였고, 제어기 설계에 대해 기술하였다. 배터리를 충전하기 위해서는 입력전압이 급변하여도 출력단의 전압과 전류를 일정하게 유지해야하기 때문에 하이브리드형알고리즘을 개발하였고, 안정적인 제어를 위해 Texas Instrument사의 TMS320F28335 DSP를 이용하였다. 또한 배터리 교번 충전을 위하여 출력 파트에 릴레이를 사용하였다. 전체 시스템의 동작은 연료전지의 28-40[V] DC전원을 입력으로 하여 PWM(Pulse Width Modulation)파형을 모스펫에 인가시켜, 피드백 회로를 통해 측정된 출력전압 값을 바탕으로 듀티를 조절하게 된다. 듀티를 조절하면서 일정한 25.2V 출력전압과 12A 출력전류 충전하는 CC-CV 충전방식으로 시스템을 구동하였다. 제안된 방식은 시뮬레이션을 통해 검증하였고, 실험을 통한 배터리의 CC-CV 모드 충전 프로파일을 작성하였다.
최근 스마트폰, 태블릿 PC 등 휴대용 스마트 기기들의 사용이 증가하면서 배터리 충전을 위해 보다 가볍고 고효율 성능의 DC-DC converter가 요구되고 있다. 이를 위해 배터리 사양도 장시간 사용이 가능한 2차 전지와 에너지 밀도가 높은 연료전지도 같이 주목받고 있다[1,2]. DC-DC converter는 스위칭 컨트롤을 하면서 모든 디바이스에 전원을 공급해 주어야하기 때문에 무엇보다 제어회로의 안정된 동작이 중요하다[1,3]. 따라서 본 논문에서는 연료전지의 전압을 입력으로 받아 DC-DC Synchronous buck converter를 이용하여 리튬폴리머 전지 2개를 교번하여 충전할 수 있는 충전기를 설계하였고, 제어기 설계에 대해 기술하였다. 배터리를 충전하기 위해서는 입력전압이 급변하여도 출력단의 전압과 전류를 일정하게 유지해야하기 때문에 하이브리드형 알고리즘을 개발하였고, 안정적인 제어를 위해 Texas Instrument사의 TMS320F28335 DSP를 이용하였다. 또한 배터리 교번 충전을 위하여 출력 파트에 릴레이를 사용하였다. 전체 시스템의 동작은 연료전지의 28-40[V] DC전원을 입력으로 하여 PWM(Pulse Width Modulation)파형을 모스펫에 인가시켜, 피드백 회로를 통해 측정된 출력전압 값을 바탕으로 듀티를 조절하게 된다. 듀티를 조절하면서 일정한 25.2V 출력전압과 12A 출력전류 충전하는 CC-CV 충전방식으로 시스템을 구동하였다. 제안된 방식은 시뮬레이션을 통해 검증하였고, 실험을 통한 배터리의 CC-CV 모드 충전 프로파일을 작성하였다.
Nowadays, there is a need for lighter and more efficient performance of the DC-DC converter for charging the battery result from increasing use of the portable smart device such as smart phone, tablet PC. Thus, Rechargeable battery and Fuel cell are attracted attention since the Rechargeable battery...
Nowadays, there is a need for lighter and more efficient performance of the DC-DC converter for charging the battery result from increasing use of the portable smart device such as smart phone, tablet PC. Thus, Rechargeable battery and Fuel cell are attracted attention since the Rechargeable battery can be used for a long operation time and Fuel cell has high energy density. The most important issue of DC-DC converter is stable control part because the converter should supply the power to all components while switching control. Therefore in this topology, the proposed charger is designed for charging two Lithium polymer batteries separately with the Fuel cell voltage by using Synchronous buck converter. The detailed design of the controller is presented in this thesis. By developing the algorithm of Hybrid system which applies TMS28335 DSP for stable control and use relay component for charging two batteries sequentially, the output power of the converter can be stable even the input voltage changes. The operation sequence can be described by two steps. Firstly, the PWM signal from TMS320F28335 DSP is supplied to the gate of the switch with Fuel cell DC voltage 28-40[V] as input voltage. And control the Duty value with the output voltage value which comes from feedback circuit. Second, the system operate CC-CV charging mode with stable 25.2V, 12A while changing the duty value. This system method is verified by simulation and will get the CC-CV charging profile with experiment.
Nowadays, there is a need for lighter and more efficient performance of the DC-DC converter for charging the battery result from increasing use of the portable smart device such as smart phone, tablet PC. Thus, Rechargeable battery and Fuel cell are attracted attention since the Rechargeable battery can be used for a long operation time and Fuel cell has high energy density. The most important issue of DC-DC converter is stable control part because the converter should supply the power to all components while switching control. Therefore in this topology, the proposed charger is designed for charging two Lithium polymer batteries separately with the Fuel cell voltage by using Synchronous buck converter. The detailed design of the controller is presented in this thesis. By developing the algorithm of Hybrid system which applies TMS28335 DSP for stable control and use relay component for charging two batteries sequentially, the output power of the converter can be stable even the input voltage changes. The operation sequence can be described by two steps. Firstly, the PWM signal from TMS320F28335 DSP is supplied to the gate of the switch with Fuel cell DC voltage 28-40[V] as input voltage. And control the Duty value with the output voltage value which comes from feedback circuit. Second, the system operate CC-CV charging mode with stable 25.2V, 12A while changing the duty value. This system method is verified by simulation and will get the CC-CV charging profile with experiment.
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