초록 ▼

연구개요
· 최근, 전력변환장치의 고전력밀도 및 저가격에 대한 요구가 증가하고 있음. 이에 따라, 비자성체 전력변환장치의 연구가 강조되고 있음. 하지만, 종래의 비자성체 전력변환장치는 낮은 전압분해능을 가져 출력전압의 제어범위가 제한되었으며, High-Power Applications 에서의 적용이 제한되는 한계가 있음.
· 이를 개선하기 위한 연구가 많이 진행되고 있지만, 여전히 100W 이하의 Low-Power Applications 에 적용이 국한된다는 한계를 극복하지 못하고 있음. 이를 극복하기 위해선, 높은 분해

연구개요
· 최근, 전력변환장치의 고전력밀도 및 저가격에 대한 요구가 증가하고 있음. 이에 따라, 비자성체 전력변환장치의 연구가 강조되고 있음. 하지만, 종래의 비자성체 전력변환장치는 낮은 전압분해능을 가져 출력전압의 제어범위가 제한되었으며, High-Power Applications 에서의 적용이 제한되는 한계가 있음.
· 이를 개선하기 위한 연구가 많이 진행되고 있지만, 여전히 100W 이하의 Low-Power Applications 에 적용이 국한된다는 한계를 극복하지 못하고 있음. 이를 극복하기 위해선, 높은 분해능의 출력제어 능력 및 자성체 없이 절연을 달성할 수 있어야 함.
· 이에 따라, 본 연구에서는 기존의 비자성체 전력변환장치 방식들이 갖는 한계점을 극복하기 위해, 새로운 방식의 비자성체 전력변환장치를 연구함.

연구 목표대비 연구결과
본 연구는 3년에 걸쳐 ‘연속적인 전압제어를 위한 고분해능 디지털 비자성체 전력변환장치 연구’ 를 달성하기 위하여 아래와 같이 체계적으로 분류하여 연구를 수행함.
1차년도
· (연구목표) 고분해능 출력전압 제어를 위한 전력변환장치의 모듈화 기술 연구
· (연구결과) 전력변환 장치를 N 개의 모듈로 구성하여 1/10N-1 의 작은 전압 간격으로 고분해능의 출력전압 제어달성함. 결과물로는, 본 연구의 선행연구 기반논문 2 건 게재 및 특허 2 건을 출원하였으며, 본 연구 관련 특허 2 건을 출원함.
2차년도
· (연구목표) High Power (1kW<) 에서의 고분해능 출력전압을 위한 전력변환장치의 제어 연구
· (연구결과) 기 제안된 비자성체 전력변환장치는 High Power 에서 출력전압강하가 발생하여 고분해능 출력전압제어가 어려웠으나, 출력전압강하를 보상하는 전압밸런싱 기법과 정밀출력전압제어 알고리즘을 개발 및 적용하여 High Power (1kW<)에서도 정밀 출력전압 제어를 달성함. 관련하여 특허 3 건 출원함.
3차년도
· (연구목표) Low Output Voltage (<20V), High Power (1kW<)에서 전압리플감소를 위한 연구개발
· (연구결과) 2차년도에 제안된 정밀 출력전압제어기법을 통해 출력전압을 허용 오차범위 내에서 제어할 수 있지만, Low Output Voltage (<20V), High Power (1kW<) 에서 출력전압 리플이 커지는 문제가 있음. 제안방법은 기 제안된 제어방법에 적합한 가변주파수 제어를 적용하여, Low Output Voltage, High Power 에서 낮은 출력전압 리플을 달성함. 관련 주제로 국내 학술대회에서 논문 1 편을 발표함.
중견 연구 기간 동안 총 논문 2편, 학회 1건, 특허 7건의 연구 성과를 달성하였음.
따라서 본 연구의 목표에 부합하는 결과를 달성한 것으로 판단함.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구를 통해 Applications 제한 없이 광범위하게 높은 전력밀도의 전력변환장치 사용이 가능할 것으로 기대함. Low-Power 및 일부 Applications 에 한정되었던 한계를 극복하여, 가전기기, 전기자동차·철도, 항공·우주 등 가정용, 산업용, 군사용의 전력변환장치에 폭 넓게 적용될 수 있을 것으로 기대함. 이를 통해, 국내외 전력변환장치 시장의 기술을 선도하고, 산업 전반에 걸쳐 중요한 기술 혁신이 될 것으로 예상됨.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구배경 ... 4
• 나. 연구필요성 ... 4
• 다. 연구목적 및 최종목표 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• ① (1차년도) 고분해능 (High Resolution) 의 출력전압 제어를 위한 전력변환장치의 모듈화 기술 연구 ... 6
• ② (2차년도) High Power (1kW<) 에서의 고분해능 출력전압을 위한 전력변환장치의 제어 연구 ... 9
• ③ (3차년도) Low Output Voltage (<20 V), High Power (1 kW<) 에서 출력전압 리플 감소를 위한 설계 및 제어방법 연구개발 ... 11
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 14
• 가. 연구개발과제의 수행결과 ... 14
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 가. 연구결과물의 중요성 ... 16
• 나. 기대효과 ... 17
• 다. 연구결과의 의미 ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 가. 성과 관리 추진 체계 ... 18
• 나. 활용분야 및 활용방안 ... 18
• 다. 추가연구의 필요성 및 타 연구에의 응용 (DC-AC　인버터 시스템) ... 18
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 19
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 32