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간희 안
5 years ago
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1 본논문은 2012년전력전자학술대회우수추천논문임

Cascaded BuckBoost 컨버터를 이용한 태양광 모듈 집적형 저전압 배터리 충전 장치 개발 472 강압이 가능한 토폴로지를 이용한 연구도 진행되었지만 제어 알고리즘의 용의성과 구조의 간단함 때문에 BuckBoost 컨버터 또는 Sepic 컨버터를 이용하여 연구 가 진행되었다[10][13].

2 Cascaded BuckBoost 컨버터를 이용한 태양광 모듈 집적형 저전압 배터리 충전 장치 개발 472 강압이 가능한 토폴로지를 이용한 연구도 진행되었지만 제어 알고리즘의 용의성과 구조의 간단함 때문에 BuckBoost 컨버터 또는 Sepic 컨버터를 이용하여 연구 가 진행되었다[10][13]. 태양광 발전 특성 상 날씨가 흐릴 경우 발전을 할 수 없기 때문에 충전이 가능할 때 배터 리에 최대의 전력을 충전할 필요가 있다. 이는 전력변환 장치가 고효율화를 이루어야 하는 의미이며 BuckBoost 컨버터와 Sepic 컨버터는 토폴로지 특성 상 소자의 전 압 스트레스가 크기 때문에 고효율을 기대하기 힘들다. 다른 승강압 컨버터보다 상대적으로 높은 효율을 가지 는 Cascaded BuckBoost 컨버터를 이용한 충전기도 개 발 되었지만 상세한 제어 알고리즘과 MPPT 동작 및 Constant CurrentConstant Voltage (CCCV) 동작을 병행하여 충전하는 알고리즘은 제시되지 않았다. 본 논문에서는 모든 조건에서 최대의 전력량으로 2차 전지를 충전하기 위해 승강압이 가능하며 효율 향상을 위해 동기정류방식을 적용한 Cascaded BuckBoost 컨 버터를 적용하여 시스템을 구성하였으며, 입출력 조건에 따른 CCCV 및 MPPT 충전모드 알고리즘을 제안하였 고 이를 바탕으로 시스템 흐름도를 구현하였다. 또한 각 각의 동작 모드에서 쉽게 동작할 수 있는 Cascaded BuckBoost 컨버터의 제어기를 제안하였다. 150W급 하 드웨어 설계를 통해 시작품을 제작하였으며 이를 통해 제안한 시스템의 효율 및 제안한 알고리즘을 검증하였다. 2. 시스템 구성 및 충전 알고리즘 2.1 시스템 구성 그림 1은 MIC를 이용한 저전압 배터리용 충전장치를 나타낸다. 사용한 토폴로지는 승강압 컨버터 중 상대적으 로 효율이 높은 Cascaded BuckBoost 컨버터이며 출력 전압이 반전되지 않는 특성을 가지고 있다. 태양광 모듈 의 전압 및 전류 특성을 고려하여 시스템의 효율을 증가 시키기 위해 다이오드 대신 스위치를 사용하여 동기정류 방식을 적용하였으며, 승강압 동작은 Q1 및 Q2 스위치가 상보로 동작하여 강압 운전 (Buck 모드)을 하게 되고, Q3 및 Q4 스위치가 상보적으로 동작하여 승압 운전 (Boost Boost Unit Buck Unit Iin Q1 Iout Relay Q3 Vin Vout L Q2 Q4 PV Module Gate Signal Load Controller Fig. 1 System configuration of charger system using the MIC Charging Region C Power [W] B Current [A] A Required Charging Power curve according to irradiation variation Possible Max Charging Impossible Max Charging E IV curve variation according to partial shading D Voltage [V] (a) IV curve under partial shading Voltage [V] (b) PV curve under irradiation variation Fig. 2 PV output curve with charging requirement

3 Voltage Current P pv.max > P batt CC Mode V batt.max P pv.max < P batt MPPT Mode Original CV point P pv.max > P batt CV Mode Changed CV point Charging Voltage Variation CC Current Time (t) Initialization V bat > V lim? V out.ref = V bat.max Floating_Mode V bat > CV_Point? V out.ref = V CV CV_Mode V out[n] < V out[n1]? V out.ref = V cc CC_Mode Mode old = CC_Mode? V out[n] < V out[n1]? P bat[n] < P bat[n1]? V out = V in.ref * Duty Ratio MPPT_Mode

4 CC Mode I CC I o VCV CV Mode Output Ref. Generator V * out V out Vout.err I * out I * out.err I out Ref. Buck Car. 1 Boost Q1 Q2 Q3 Q4 (a) CC mode & CV mode MPPT Mode V in I in MPPT Alogorithm V * in V in Vin.err I * in Iin.err I in Ref. Buck Car. 1 Boost Q1 Q2 Q3 Q4 (b) MPPT mode

5 Ω SMPS Control Stage

6 Input Voltage: 10V/Div MPP Voltage: 29V Mode Change Output Voltage: 10V/Div Charging Mode: 1V/Div Time: 5s/Div CC Mode (Ppv.max > Pbatt) Output Current: 1A/Div CV Mode (Ppv.max > Pbatt) (a) Generated power larger than charging power MPP Voltage: 27.4V Time: 5s/Div CC Mode (Ppv.max > Pbatt) Mode Change MPPT Mode (Ppv.max > Pbatt) Input Voltage: 10V/Div Output Voltage: 10V/Div Charging Mode: 1V/Div Output Current: 1A/Div CV Mode (Ppv.max > Pbatt) (b) Generated power decreased under charging power ] [% 95 y c n ie 94 fic E93 92 Charging Efficiency Power [W]

BC6DX-II Korean.ai

BC6DX-II Korean.ai 제품설명서 * 제품의성능개선을위하여예고없이사양이변경될수있습니다. * 무단복제금지 제품의특징 - 운영프로그램 - 이중입력전원회로 ( 주의!, 두개의입력전원을동시에사용하지마십시요.) - 방전중개별셀전압평균화 - 최대한의안전장치들 - 사이클충전 / 방전 (Cyclic charging/discharging) - USB 를이용한 PC 통신 - 2 - 기기외부장치들 -,