표제지
목차
ABSTRACT 9
I. 서론 10
II. 일반적인 연료전지용 전력변환장치 12
1. 연료전지의 기본이론 12
2. 연료전지용 풀-브리지 DC-DC컨버터 23
3. 풀-브리지 인버터의 회로구성 및 동작원리 36
III. 시도한 연료전지용 전력변환장치 41
1. 연료전지의 시뮬레이터화 41
2. 제안한 연료전지용 DC-DC컨버터 46
3. 실험결과 및 검토 56
IV/V. 결론 63
참고문헌 64
국문요약 68
감사의 글
표목차
표 1. 연료전지의 종류 14
표 2. 시뮬레이션과 실험에 사용된 회로정수 29
표 3. 일반적인 연료전지 발전시스템용 전력변환장치 41
표 4. 시뮬레이션 및 실험에 사용된 회로정수 51
표 5. 실험에 사용된 계측장치 57
그림 1. 고분자 전해질형 연료전지의 동작원리 12
그림 2. 이상적이고 실제적인 연료전지 전압/전류 특성 18
그림 3. 연료전지의 모델 21
그림 4. 지연을 포함한 모델 21
그림 5. 비선형성 연료전지의 모델 22
그림 6. Nexa 31O-0027파워 모듈의 모델 22
그림 7. 일반적인 연료전지용 풀-브리지 PWM DC-DC 컨버터 23
그림 8. 일반적인 연료전지용 풀-브리지 PWM DC-DC 컨버터의 동작 파형 24
그림 9. 각 모드별 동작원라 및 등가회로(I) 26
그림 10. 각 모드별 동작원리 및 동가회로(II) 28
그림 11. 각부의 동작 파형 (듀티율 0[%]인 경우) 30
그림 12. 각부의 동작 파형 (듀티율 60[%]인 경우) 31
그림 13. 일반적인 DC-DC 컨버터의 각 스위치의 제어 선호순서와 고주파 변압기의 전압과 전류의 동작 파형 32
그림 14. 위상차에 대한 출력전력특성과 ZVS 동작영역 33
그림 15. 변압기 1차의 전류 i(이미지참조)와 스위치 S₃에 걸리는 전압 Vs₃의 실험 파형 34
그림 16. 듀티율에 따른 효율특성 35
그림 17. 풀-브리지 인버터 주회로 36
그림 18. 풀-브리지 인버터의 제어특성 37
그림 19. 오차증폭기 및 비교기의 기본회로 38
그림 20. 비교기의 입·출력 파형 38
그림 21. 시도한 연료전지 발전시스템의 구성도 43
그림 22. 연료전지 시뮬레이터의 구성도 44
그림 23. 제어 알고리즘 흐름도 44
그림 24. 연료전지 시뮬레이터 전압과 전류의 시뮬레이션 파형 45
그림 25. 제안한 연료전지용 DC-DC 컨버터 46
그림 26. 제안한 DC-DC 컨버터의 각부 전압과 전류 동작 파형 47
그림 27. 제안한 DC-DC 컨버터의 1/2주기 동안 동작 모드 50
그림 28. 스위치의 전압과 전류파형 52
그림 29. 변압기의 전압과 전류파형 53
그림 30. 다이오드D(이미지참조)의 전압과 전류파형 53
그림 31. 인덕터L01, Loz의 전류파형 53
그림 32. 풀-브라지 인버터 주 회로 54
그림 33. 연료전지의 V-I 특성곡선 57
그림 34. 정격전력에서 무부하시 순수 출력전력 58
그림 35. 스위치의 전압과 전류 실험파형 58
그림 36. 변압기의 전압과 전류 실험파형 59
그림 37. 다이오드와 인덕터의 전압과 전류의 실험파형 60
그림 38. 스위치의 전압과 전류 실험파형(듀티율 최대인 경우) 61
그림 39. 변압기의 전압과 전류 실험파형(듀티율 최대인 경우) 61
그림 40. 출력전류에 따른 효율 특성 62
그림 41. 연료전지용 전력변환장치의 입·출력 전압과 전류의 파형 62
사진 1. 실험에 사용된 연료전지용 전력변환장치 56
사진 2. 실험에 사용된 고주파 변압기의 형태 56