수소 연료전지 기관차용 DC-DC 컨버터의 Partial Power Processing 및 Full Power Processing 방식 비교

초록

본 논문은 수소 연료전지 기관차용 DC-DC 컨버터의 Partial Power Processing (PPP) 방식에 대해 분석하고 기존의 Full Power Processing (FPP) 방식과 비교한다. FPP 방식은 모든 입력 전력이 전력 변환 장치를 통과하는 방식이다. 따라서 안정적인 전력 전달을 위해 입력 전력보다 컨버터의 용량이 커야 하므로 컨버터의 전력밀도가 낮은 단점이 있다. 그러나 PPP 방식은 컨버터가 내부 전력 변환 장치와 Bypass 회로로 구성되어 입력 전력의 일부는 전력 변환 장치에 부담되고, 나머지 입력 전력은 출력으로 이동하는 방식이다. 또한 내부 전력 변환 장치의 용량을 조절할 수 있기 때문에 전력 변환 장치의 경량화 및 소형화가 가능하고, 컨버터의 전력밀도를 높일 수 있다. FPP 방식 및 PPP 방식의 비교를 위해 수소 연료전지 기관차용 DC-DC 컨버터를 각각 설계하여 두 컨버터의 크기와 효율을 비교한다.