연료전지 발전시스템에 적합한 새로운 능동 클램프 SEPIC-Flyback 컨버터의 개발

풍력, 태양광, 연료전지와 같은 신·재생 에너지에 관한 연구가 활발해 지면서 컨버터, 인버터와 같은 PCS(Power Conditioning System)의 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나, 부하에 따라 가변되는 저전압, 대전류, 출력특성을 갖는 연료전지 발전 시스템에서는 PCS.의 연구 및 개발이 어려운 실정이다. 본 논문에서는 연료전지를 이용한 발전시스템에 알맞은 능동 클램프 Sepic-Flyback 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 중간 탭 변압기를 이용하여 Sepic, Flyback 컨버터를 결합한 구조를 가진다. 변압기를 이용하는 종래의 토폴로지에 비해 변압기 이용률을 높일 수 있고, 변압기의 변환 비 및 파워 스위치 소자의 수를 줄일 수 있으며, 고효율 운전특성을 갖는다. 본 논문에서는 시뮬레이션과 실험을 통하여 컨버터의 동작특성을 비교 분석하였으며, PEMFC (Ballard, Nexa Power Module)을 이용하여 제안된 컨버터의 타당성을 검증하였다.