반도체 변압기 시스템의 제어기 구조 설계 및 구동 시퀀스에 관한 연구

초록

본 논문은 반도체 변압기 시스템의 제어기 구조 설계 방안과 실적용을 위해 고려되어야 할 구동 시퀀스를 제시한다. 고압용 반도체 변압기는 멀티레벨 타입의 AC/DC 변환부와 절연형 DC/DC 변환부의 조합으로써 다수의 셀로 구성되므로, 각 전력 변환부의 독립적인 제어 수행과 셀 간의 유기적인 동작 구현을 위해서는 통신을 기반으로 한 제어기 구조와 구동 시퀀스가 설계되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 반도체 변압기 시스템 구현을 위한 제어기 구조를 설계하고 실적용을 위한 각 전력변환부 간의 구동 시퀀스를 수립한다. 제어기 구조로는 Master-slave형을 채택하며, 제어보드 간의 ADC 센싱 및 지령 정보를 송수신할 수 있도록 CAN 통신 프로토콜을 구축한다. 또한 DC-link 전압의 불평형 억제 및 DC/DC 출력 커패시터의 초기충전 등을 고려하여, 초기구동부터 부하 인가까지 안정적인 제어가 수행될 수 있도록 전체 시스템의 구동 시퀀스를 수립한다. 제시하는 제어기 구조 및 구동 시퀀스는 축소형 반도체 변압기 모델을 통해 시뮬레이션과 실험으로 검증한다.