분할 커패시터 기반 고감압 절연 DC-DC 컨버터 및 EV 보조전원 연구

Isolated DC–DC Converter with Split-Capacitor for High Step-Down and EV Auxiliary Power

연구 내용

분할 커패시터 구조와 위상천이 풀브리지 기반 구동을 통해 고감압 절연 DC-DC 컨버터의 ZVS 범위를 확장하고 스위치 전압 스트레스를 저감하는 연구

고감압 절연 DC-DC 변환에서는 변압기 턴비, 스위치 전압 스트레스, 소프트스위칭(ZVS) 에너지 요구량이 성능 한계 요인이 됩니다. 본 연구는 위상천이 풀브리지와 분할 커패시터를 결합해 스위칭 전압 및 스트레스 자체를 낮추고, ZVS 에너지 요구를 줄여 소프트스위칭 범위를 넓히는 구조를 설계합니다. 또한 800 V급 EV 보조전원 조건에서 48 V 출력을 목표로, 1차 분할 커패시터 및 2차 전류 더블러 정류를 구성해 경부하에서도 소프트스위칭이 유지되는지 실험적으로 검증합니다.

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연구 흐름

연구는 먼저 고감압 절연 DC-DC 컨버터의 동작 원리와 분할 커패시터가 만들어내는 전압 스케일링 효과를 중심으로 정리하는 데서 출발했습니다. 이후 ZVS 범위와 de-saturation 특성을 해석 및 비교를 통해 구체화하고, 회로 파라미터 설계 절차를 정립했습니다. 최근에는 이를 800 V EV 보조전원으로 확장하여 1차·2차 구조를 재구성하고, 스위치 전압 스트레스 저감과 넓은 소프트스위칭 범위가 경부하에서도 유지되는지 실험과 성능 검증으로 연결했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

800V EV 보조전원 모듈
고감압 절연 DC-DC 변환
분할 커패시터 기반 ZVS 컨버터
스위치 전압 스트레스 저감 설계
넓은 소프트스위칭 범위 구현
변압기 턴비 저감형 전력변환
경부하 효율 유지 회로 설계
PWM 기반 간단 제어 구조
LTSpice 기반 검증 절차
실증형 EV 전력전자 시스템