[논문]SiC-MOSFET 기반 11-kW급 양방향 탑재형 충전기 성능

이상연; 이우석; 이준영; 이일운

doi:10.6113/tkpe.2021.26.5.376

SiC-MOSFET 기반 11-kW급 양방향 탑재형 충전기 성능
Performance of an SiC-MOSFET Based 11-kW Bi-directional On-board Charger 원문보기

전력전자학회 논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, v.26 no.5, 2021년, pp.376 - 379

이상연 (Dept. of Electrical Engineering, Myongji University) , 이우석 (Dept. of Electrical Engineering, Myongji University) , 이준영 (Dept. of Electrical Engineering, Myongji University) , 이일운 (Dept. of Electrical Engineering, Myongji University)

Abstract ▼ AI-Helper

The design and performance of a SiC-MOSFET-based 11-kW bi-directional on-board charger (OBC) for electric vehicles is presented. The OBC consists of a three-phase two-level AC/DC converter and a CLLLC resonant converter. All the power devices are implemented with SiC-MOSFETs to reduce the conduction losses generated in the OBC, and the DC-link voltage is designed to track the level of battery voltage in the forward and reverse powering modes. As a result, the CLLLC resonant converter always runs at the switching frequency near the resonant frequency, resulting in high-efficiency operation at the maximum powering modes. As the DC-link voltage varies according to the battery voltage, the AC/DC converter in the proposed OBC adopts an adaptive DC-link voltage controller. The performance of the proposed 11-kW OBC is verified by a prototype converter with the following specifications: three-phase 60-Hz 380-V input, 11-kW capacity, and battery voltage range of 214-413-V, resulting in the conversion efficiency of over 95.0-% in the forward and reverse powering modes.

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig. 1. Proposed on-board charger. (a) Topology, (b) DC-link voltage range.
그림 Fig. 2. Equivalent circuit model of the CLLLC resonant converter.
그림 Fig. 3. CLLLC resonant converter analysis according to resonant frequency.
그림 Fig. 4. Voltage gain, M_charging in charging Mode according to different k factor with γ = 1, L_m = 100uH, f_o = 140kHz.
그림 Fig. 5. Voltage gain, M_discharging in discharging mode according to different γ factor with k =4, L_m =100uH, f_o =140kHz.
그림 Fig. 6. Control algorithm.
그림 Fig. 7. An 11 kW prototype for the proposed topology.
그림 Fig. 8. Keywaveforms with nominal voltage. (a) Charging mode, (b) Discharging mode.
그림 Fig. 9. Efficiency, power factor, and THD in charging mode.
그림 Fig. 10. Efficiency, power factor, and THD in discharging mode.
표 TABLE I COMPNENTS LIST

참고문헌 (4)

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