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인터리브드 부스트 컨버터에 대한 일반화된 출력 커패시터 리플전류 수식에 관한 연구
A Study on Generalized Output Capacitor Ripple Current Equation of Interleaved Boost Converter 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.7 no.6, 2012년, pp.1429 - 1435  

정용채 (남서울대학교 전자공학과)

초록
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태양광 시스템이나 연료전지 시스템 그리고 전기자동차에 많이 사용되는 DC-DC 컨버터는 부스트 컨버터이다. 이러한 부스트 컨버터를 병렬로 연결하고 위상차를 두고 동작하여 입출력 전류리플을 줄이는 인터리브드 부스트 컨버터가 최근에 많이 사용되고 있다. 이 회로는 입출력 전류 리플이 작기 때문에 입출력 커패시터의 크기를 줄일 수 있다. 따라서 기존의 전해 커패시터를 신뢰성이 우수한 필름 커패시터로 교체할 수 있고 이는 전체 시스템의 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 다단 인터리브드 부스트 컨버터에 사용되는 출력 커패시터의 전류리플 수식을 유도하고 듀티에 따른 특성을 알아본다. 이를 확인하기 위해서 PSIM 툴을 이용하여 계산된 값과 비교를 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

DC-DC converter commonly used in photovoltaic systems, fuel cell systems and electric vehicles is a boost converter. The interleaved boost converter, connected in parallel by several boost converters and operated by the phase difference to reduce the input and output current ripple, has been widely ...

주제어

#인터리브드 부스트 컨버터   #출력리플전류   #다단   #리플전류식  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 하지만 출력 커패시터에 대한 리플전류의 수식화는 아직 안되어 있는 상황이다. 따라서 본 논문에서는 다단 인터리브드 부스트컨버터의 출력 커패시터에 대한 리플전류에 대해서 수식을 제안하고 이를 일반화한다. 이를 위해서 본 논문에서는 2상, 3상 그리고 4상 인터리브드 부스트컨버터에 대한 수식을 유도할 것이다.
  • 본 논문에서는 전기자동차나 신재생에너지 분야에서 많이 사용되는 DC-DC 컨버터인 인터리브드 부스트 컨버터의 출력 커패시터에 흐르는 리플전류의 수식을 유도하고 이를 일반화 하였다. 자세한 분석을 통해서 각 리플전류에 대한 수식을 유도하고 이러한 수식들의 유사성을 이용하여 리플전류의 수식을 일반화하였다.
  • 이상의 결과를 이용하여 각 수식들의 규칙성을 파악해서 커패시터 리플전류의 수식에 대한 일반화를 하려고 한다. 먼저 각 상의 수를 P로 표현하고 수식을 정리하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
인터리브드 부스트 컨버터의 기능은? 태양광 시스템이나 연료전지 시스템 그리고 전기자동차에 많이 사용되는 DC-DC 컨버터는 부스트 컨버터이다. 이러한 부스트 컨버터를 병렬로 연결하고 위상차를 두고 동작하여 입출력 전류리플을 줄이는 인터리브드 부스트 컨버터가 최근에 많이 사용되고 있다. 이 회로는 입출력 전류 리플이 작기 때문에 입출력 커패시터의 크기를 줄일 수 있다.
부스트 컨버터는 어디에 주로 사용되는가? 태양광 시스템이나 연료전지 시스템 그리고 전기자동차에 많이 사용되는 DC-DC 컨버터는 부스트 컨버터이다. 이러한 부스트 컨버터를 병렬로 연결하고 위상차를 두고 동작하여 입출력 전류리플을 줄이는 인터리브드 부스트 컨버터가 최근에 많이 사용되고 있다.
인터리브드 부스트 컨버터의 장점은? 이러한 부스트 컨버터를 병렬로 연결하고 위상차를 두고 동작하여 입출력 전류리플을 줄이는 인터리브드 부스트 컨버터가 최근에 많이 사용되고 있다. 이 회로는 입출력 전류 리플이 작기 때문에 입출력 커패시터의 크기를 줄일 수 있다. 따라서 기존의 전해 커패시터를 신뢰성이 우수한 필름 커패시터로 교체할 수 있고 이는 전체 시스템의 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 다단 인터리브드 부스트 컨버터에 사용되는 출력 커패시터의 전류리플 수식을 유도하고 듀티에 따른 특성을 알아본다.
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참고문헌 (5)

  1. T. Ishii and Y. Mizutani, "Power factor correction using interleaving technique for critical mode switching converters", IEEE Power Electronics Specialists Conf. (PESC), pp. 905-910, 1998. 

  2. T. Ishii and Y. Mizutani, "Varible frequency switching of synchronized interleaved switching converters", U.S. Patent 5, 905, 369, 1999. 

  3. 고윤석, "스마트 그리드 지원을 위한 컴퓨터 기반 3상 전력 데이터 수집 솔루션 개발", 한국전자통신학회논문지, 6권, 4호, pp. 553-558, 2011. 

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  4. 이정석, "전자제어 장치를 이용한 세라믹 파이프의 온수제어기 개발", 한국전자통신학회논문지, 6권, 5호, pp. 717-722, 2011. 

    원문보기 상세보기

  5. 정용채, "다단 인터리브드 부스트 컨버터의 입력리플전류 수식 분석", 한국전자통신학회논문지, 6권, 6호, pp. 865-872, 2011. 

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