커패시터 평균전류를 이용한 철도차량용 반도체 변압기의 Dual Active Bridge 컨버터 모델링

초록

철도차량용 추진시스템에 사용되는 반도체 변압기(Solid-State-Transformer)에는 절연형 DC-DC 컨버터의 일종인 DAB (Dual Active Bridge) 컨버터가 사용될 수 있다. DAB 컨버터는 구조적으로 고주파 변압기를 포함하고 있으므로 전력 밀도가 높으며, 고압 측과 저압 측의 절연 기능 또한 수행한다. 이러한 DAB 컨버터를 안정적으로 제어하기 위해서는 모델링이 수반되어야 한다. DAB 컨버터는 비선형 시스템이므로 일반적으로 상태 공간 방정식을 이용하여 복잡하게 모델링 된다. 이와 달리 본 논문에서는 컨버터 2차 측 전압과 커패시터의 평균전류를 사용하여 보다 간단하게 모델링 하는 방법을 제안한다. 제안하는 모델링의 타당성은 시뮬레이션을 통해 검증한다.