변압기 전류를 이용한 Dual Active Bridge 컨버터의 개방성 고장진단

초록

본 논문은 변압기 전류를 이용한 Dual active bridge (DAB) 컨버터의 스위치 개방성 고장진단 기법을 제안한다. DAB 컨버터의 H-bridge를 구성하는 스위치에서 개방성 고장이 발생하면, 변압기 전류가 한쪽 극성으로 치우쳐져 변압기 포화를 유발한다. 이때는 안전을 위해 시스템을 정지해야 하므로 정확한 고장진단이 요구된다. 본 논문에서 제안하는 고장진단 기법은 다음과 같이 별도의 추가 장치 없이 개방성 고장 유무를 판별하고 고장 스위치의 위치를 검출한다. 우선, 더블 샘플링 된 변압기 전류의 평균값 및 크기를 통해 고장 유무를 판별하고, 고장이 발생한 스위치 쌍과 H-bridge의 위치를 구분한다. 다음으로, 고장 H-bridge에는 상단 영벡터를, 정상 Hbridge에는 작은 시비율의 유효 벡터를 인가한다. 이때, 영벡터의 스위칭 상태에 고장 스위치가 포함되어 있으면 전류경로가 차단되지만, 반대의 경우 전류가 흐르므로 이 차이를 통해 고장 스위치의 위치 검출이 가능하다. 따라서 제안하는 기법을 사용하면 변압기 전류만을 이용하여 빠른 고장 진단을 할 수 있다. 본 논문이 제시하는 기법의 타당성은 시뮬레이션을 통해 검증한다.