소프트 스위칭 기법을 적용한 싱크로너스 양방향 DC-DC 컨버터

Abstract

본 논문은 소프트 스위칭 기법을 적용한 싱크로너스 양방향 DC.DC 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 싱크로너스 벅 컨버터를 병렬구성을 하여 교호 방식(Interleaved Method)을 통해 도통 손실을 줄이고, 하나의 공진 인덕터를 사용한 영전압 천이셀(zero-voltage-transition-cell)을 적용함으로써 스위칭 손실을 최소화 하였다. 전 부하 범위에서 전류 연속모드로 동작하고 영전압 소프트 스위칭이 성립되도록 하였으며, 전류주입 기법을 통해 넓은 출력전압 범위에서도 영전압 소프트 스위칭 조건을 만족하였다. 또한, 기존 싱크로너스 벅 컨버터의 데드 타임(dead time)동안 발생하는 역병렬 다이오드의 도통 손실 및 높은 전압변동률(dv/dt)과 전류변동률(di/dt) 발생을 저감하는 효과를 얻을 수 있다. 제안된 컨버터의 유효성을 실험을 통해서 검증하였다.; This paper proposes a synchronous bidirectional DC.DC converter based on soft-switching technique. The proposed converter integrates two advantages which are conduction loss minimization and switching loss elimination by applying interleaved synchronous buck and zero-voltage-transition-cell with a single resonant inductor. Zero-voltage-switching is guaranteed for a wide load range in continuous conduction mode as well as a wide output voltage range by the current injection method. Also, reverse recovery effects of body diode can be minimized. In addition, it is possible to significantly reduce diode drop voltages occurred during dead time of the conventional synchronous buck converter. The validity of the proposed converter is verified through experimental results.