[논문]전기차 충전기용 모듈형 DC/DC 컨버터의 병렬 제어 기법

최혜원; 이교범

doi:10.7471/ikeee.2021.25.1.101

전기차 충전기용 모듈형 DC/DC 컨버터의 병렬 제어 기법
Parallel Control Method of a Modular DC/DC Converter for Electric Vehicle Chargers 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.25 no.1, 2021년, pp.101 - 108

최혜원 (Dept. of Electrical and Computer Engineering, Ajou University) , 이교범 (Dept. of Electrical and Computer Engineering, Ajou University)

초록
AI-Helper

본 논문에서는 전기차 충전기용 모듈형 DC/DC 컨버터의 병렬 제어 기법을 제안한다. 전기차 충전기는 모듈형 컨버터를 적용하여 출력 전력 용량이 증가되고 있지만, 모듈간 구성 요소의 차이, 게이트 드라이버의 지연, 센싱 오차 등에 의해 출력 전류 불균형이 발생하며, 이는 전체 시스템의 효율 및 신뢰성 저하를 야기한다. 출력 전류 균등 분배를 위한 기존의 기법들은 전압 강하 또는 시스템 부피 및 비용이 증가한다는 단점을 갖는다. 본 논문에서는 전류 보상 성분을 고려한 병렬 제어 기법을 적용하여 시스템의 하드웨어 변동없이 출력 전류 균등 분배를 달성한다. 시뮬레이션을 통하여 제안하는 병렬 제어 기법의 성능 및 타당성을 검증한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper proposes a parallel control method of a modular DC/DC converter for electric vehicle (EV) chargers. The EV chargers have been increasing the power capacity using modular converters. There are output current imbalances between the modules, which are caused by the difference of the impedance, delay of the gate driver, and error of the sensors. The conventional strategies for the equal distribution of the output current cause the voltage drop or the high volume and cost of the converters. Therefore, the proposed parallel control strategy effectively balances the output current of modules using a current compensation method. The proposed strategy is verified by simulations. Additional experimental results will be added under various conditions.

주제어

표/그림 (10)

그림 Fig. 1. Two parallel connected DC/DC converter. 그림 1. 모듈형 DC/DC 컨버터(2-병렬 연결 컨버터)
그림 Fig. 2. Droop control block diagram of modular DC/DC converter. 그림 2. 모듈형 DC/DC 컨버터의 드룹 제어 블록도
그림 Fig. 3. Current-voltage characteristic curve of the droop control according to the droop weight G_d. 그림3. 드룹 가중치 G_d에 따른 전압-전류 특성 곡선
그림 Fig. 4. Proposed parallel control for modular DC/DC converter system. 그림 4. 제안하는 병렬 제어 기법 제어 블록도
그림 Fig. 5. Characteristic of the parallel control according to the droop weight (Gd=0.5). 그림 5. 드룹 가중치에 따른 병렬 제어 특성 (Gd=0.5)
표 Table 1. Simulation parameters. 표 1. 시뮬레이션 파라미터
그림 Fig. 6. Characteristic of the parallel control according to the droop weight (Gd=1.2). 그림 6. 드룹 가중치에 따른 병렬 제어 특성 (Gd=1.2)
그림 Fig. 7. Output current reference and droop coefficient Kcomp of each module. 그림 7. 각 모듈의 출력 전류 지령과 드룹 보상 계수 Kcomp
그림 Fig. 8. Output voltage, output current, and output power when low current difference. 그림 8. 모듈간 전류 오차가 작은 경우 출력 전압, 전류, 전력
그림 Fig. 9. Output voltage, output current, and output power when high current difference. 그림 9. 모듈간 전류 오차가 큰 경우 출력 전압, 전류, 전력

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