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제안 방법
- 방전 특성을 고려한 승압형 DC-DC 컨버터와 히스테리시스 전류제어를 적용한 충.방전 전력변환 시스템을 제안한다.
- 3V로 지수 적으로 증가하는 것을 볼 수 있다. 배터리는 저항과 커패시터로 구성하였다. 4, 7의 부하저항을 갖는 배터리의 경우, 750mA 정도의 초기 충전 전류가 공급되고 배터리의 전압상승에 따라 전류의 크기도 상대적으로 감쇠되어 완충 전 약 1 100mA의 전류가 공급된다.
- 배터리의 보상충전을 위해 히스테리시스 제어를 적용하였다. 히스테리시스는 입력 크기와 입력 변화의 정도에 의존하여 센서가 이전 상태의 영향을 받고 있는 것을 나타내는 일종의 기억효과이다.
- 3V까지 재충전을 하는 보상충전이 요구된다. 이러한 보상충전을 위해 전압 범위를 설정하고, 설정 범위 내에서 전압이 상숭, 하강을 하도록 제어하는 히스테리시스 제어를 적용하였다 [2].
- 인덕터는 전류연속모드 (CuiTent Continuous Mode, CCM)로 동작하기 위하여 최소 전류를 30mA로 설정하여 설계하였다. 인덕턴스는 식(3)과 같이 유도된다.
- 구성하였다. 전력변환기로 사용된 승압형 부스트 컨버터의 전압 및 전류제어와 배터리의 수동 소자 모델링을 통하여 초기 충전특성을 확인하였다. 또한 히스테리시스 제어를 통하여 보상충전 모드를 시뮬레이션 하였다, 시뮬레이션 결과는 연료전지 휴대폰 배터리 충전시스템의 이해에 도움을 줄 것으로 기대된다.
- 출력 커패시터는 출력전압 리플이 출력전압의 1% 이내가 되도록 설계하였다. 커패시턴스는 식(4)로 나타낼 수 있다.
- 식 (5)는 총전시 간을 결정 하고 수동소자로 배터 리를 모델링하기위 한방 정식을 나타낸다. 충전시간은 시뮬레이션의 유효성을 고려하여 1초로 스케일링 하였다.
- 휴대폰 배터리의 초기 충전은 배터리의 부하 시상 수 때문에 과방전 상태인 2.5V에서 4.3V까지 지수 적으로 증가하는 특성을 보인다 따라서 본 시뮬레이션에서는 배터리를 저항과 커패시터로 모델링하였다. 식 (5)는 총전시 간을 결정 하고 수동소자로 배터 리를 모델링하기위 한방 정식을 나타낸다.
대상 데이터
- 본 논문에서는 DMFC가 적용된 휴대폰 배터리 충전시스템을 구성하였다. 전력변환기로 사용된 승압형 부스트 컨버터의 전압 및 전류제어와 배터리의 수동 소자 모델링을 통하여 초기 충전특성을 확인하였다.
- 승압형 컨버터로는 구성 및 제어가 간단한 부스터 컨버터를 선정하였다. 출력전압 결정을 위한 시비율은 인덕터의 쇄교자속 밸런스 (Flux~Linkage Balance)에 의해 식(2)와 같이 유도된다.
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