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표제지

목차

요지 5

제1장 서론 6

제2장 풀-브릿지 토폴로지 8

제1절 풀-브릿지 DC-DC 컨버터 동작 방식 8

제2절 Phase-Shift 풀-브릿지 DC-DC컨버터 동작 방식 12

제3절 영전압 스위칭 조건 18

제3장 Phase-Shift 풀-브릿지 DC-DC 컨버터 21

제1절 배전류 정류 21

제2절 동기정류기 24

제3절 회로구성 25

제4장 실험결과 35

제5장 결론 44

참고문헌 45

ABSTRACT 47

그림 1. 풀-브릿지 DC-DC 컨버터의 기본 회로 8

그림 2. 풀-브릿지 DC-DC 컨버터 정상 상태 파형 9

그림 3. 각 동작 구간별 전류 경로 10

그림 4. Phase-Shift 풀-브릿지 DC-DC 컨버터 정상 상태 파형 13

그림 5. 트랜스포머 1차 측 전압-전류 14

그림 6. 각 동작 구간별 전류 경로 16

그림 7. 부하변화에 따른 ZVS 조건 19

그림 8. 배전류 정류방식의 기본 회로 21

그림 9. 배전류 정류 방식의 전압-전류 파형 22

그림 10. 시비율에 따른 리플 감쇠비 23

그림 11. 동기정류기 방식의 기본 회로 24

그림 12. Dead time 곡선 27

그림 13. UCC2895를 사용한 실험 회로 28

그림 14. 디지털 제어를 위한 Phase-Shift 풀-브릿지 DC-DC 컨버터 29

그림 15. Dead time을 적용한 PWM 파형 32

그림 16. dsPIC30F2020을 사용한 실험 회로 33

그림 17. 디지털 제어를 위한 프로그래밍 순서도 34

그림 18. 실험 회로 (UCC2895) 35

그림 19. 실험 회로 (dsPIC30F2020) 36

그림 20. 입력 전압 가변에 의한 PWM 신호의 중첩 구간 변화 39

그림 21. 50A 부하일 때, 트랜스포머 1차 측 전압-전류 파형 39

그림 22. ZVS 동작 파형 (40A 부하 시) 40

그림 23. 2개의 출력 인덕터에 흐르는 전류와 출력 전류 파형 41

그림 24. 실험 회로 효율 43

초록보기

본 논문은 친환경 하이브리드 자동차의 높은 배터리 전압을 자동차 전장에 사용할 수 있게끔 낮은 전압으로 변환 시키는 DC-DC 컨버터 회로에 관한 연구이다. 자동차의 전장들이 증가함에 따라 전력변환회로의 용량도 증가하는 추세이다. 높은 용량의 전력변환회로를 구현하기 위하여 풀-브릿지 컨버터 토폴로지를 선택하였다. 그리고 스위칭 손실을 줄이기 위하여 영전압 스위칭 방식을 사용하였다. 또한 제어 방식을 기존의 아날로그 IC를 사용하는 아날로그 제어가 아닌 MCU를 사용하는 디지털 제어방식을 적용하였다.

따라서 본 연구에서는 Phase-Shift 풀-브릿지 토폴로지와 영전압 스위칭에 의한 소프트 스위칭에 관한 이론적 해석하였다. 이와 같은 해석을 바탕으로 하여 140[V] 입력, 14[V]. 57[A] 출력을 갖는 800W급 Phase-Shift 풀-브릿지 DC-DC 컨버터를 디지털 제어 방식과 아날로그 제어 방식을 각각 적용하여 제작한 뒤 비교 분석하였다.

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