전기차에서 사용되는 전력전자 컨버터는 배터리와 모터, 충전기, 보조 전력 시스템 간의 에너지 흐름을 최적화하는 핵심 역할을 한다 말씀드렸습니다. 이러한 컨버터는 단순히 전압을 변환하는 것을 넘어, 에너지 효율 극대화, 발열 관리, 그리고 시스템의 신뢰성을 유지하는 데 필수적인 기술입니다.
전기차의 전력전자 시스템에서 주요하게 활용되는 컨버터는 DC-DC 컨버터로, 다양한 입력 전압과 부하 조건에서 안정적인 출력 전압을 제공합니다. 특히, Buck(벅) 컨버터, Boost(부스트) 컨버터, 그리고 Buck-Boost(벅-부스트) 컨버터는 각각의 전압 변환 특성과 구조적 장점 덕분에, 전기차의 여러 구성 요소에서 폭넓게 활용됩니다.
이번 글에서는 전기차의 전력전자에서 사용되는 컨버터의 종류를 중심으로, 각 컨버터의 기본 원리와 구조를 이해하고, 전기차에서의 구체적인 활용 사례와 설계상의 주요 고려 사항을 한번 봐보시죠
전력전자 컨버터(Power Electronic Converter)는 전기 에너지를 효율적으로 변환하고 제어하는 장치로, 현대 전자 및 전력 시스템의 핵심 구성 요소입니다.
인버터는 더 좁은 범위를 지칭하고 컨버터는 넓은 범위를 지칭한다 말씀드렸죠? 입력 전원(DC 또는 AC)에서 원하는 출력 전원(DC 또는 AC)으로 변환하는 데 사용되는 기술의 기초에 대해 한번 이야기해 봅시다.
이전글에서 보여드린 그림인데요 전력변환의 기본적인 과정의 위그림과 같습니다 실제로 사용되는 기기를 볼까요?
DC-DC 컨버터: 입력 DC 전압을 변환하여 다른 DC 전압으로 출력 (예: Buck, Boost, Buck-Boost 컨버터).
DC-AC 카지노 게임 사이트: DC 입력을 AC로 변환 (예: 인버터).
AC-DC 카지노 게임 사이트: AC 입력을 DC로 변환 (예: 정류기).
AC-AC 카지노 게임 사이트: AC 입력을 다른 AC 전압이나 주파수로 변환.
세부적으로 이런 식으로 구분됩니다.
오늘 우리는 이 중 DC-DC 카지노 게임 사이트에 초점을 맞추어, 세 가지 주요 유형인 Buck(벅) 카지노 게임 사이트, Boost(부스트) 카지노 게임 사이트, 그리고 Buck-Boost(벅-부스트) 카지노 게임 사이트를 다뤄보죠
Buck converter는 입력 전압에 대해 출력전압을 낮춰서 사용하기 위한 회로로써 강압형 카지노 게임 사이트입니다, 다른 것보다 전압을 낮춰서 사용한다는 점이 중요한다 는 거죠 그래서 다른 이름으로 step-down converter라고도 부릅니다.
위 그림과 같은 구조를 가지고 있죠벅 카지노 게임 사이트는 스위칭 소자(MOSFET 또는 IGBT), 다이오드, 인덕터, 커패시터, 그리고 부하로 구성됩니다. 스위칭 소자는 입력 전압을 주기적으로 연결하거나 차단하며, 다이오드는 스위치가 꺼질 때 전류 흐름을 유지하는 역할을 합니다.
실제로 다음과 같은 상황이 반복되는 것인데여기서 중요한 점은 인덕터 전류가 리플이 발생하는 것으로.
최종결과는 이런 형식으로 나타나게 됩니다. 네? 교류 아니냐고요? 자세히 보시죠 4.99와 5.01에서 노는 거 보이시죠? 한마디로 직선형에 가까운 형태의 DC-DC로 나온다는 개념입니다.
뭐 정상상태 해석부터 각부하파트의 작동 수식까지 따지자면 끝이 없고상태까지 가야 하는데 이런 건 심화에서 다루기로 하자고요 여기서 다룰내용은 아니고 그냥 DC DC 컨버터는 저런 구조고 다이오드에 의해서 유지가 되는구나 정도만 이해하셔도 뒤에 내용을 이해하는데 지장은 없습니다. 이 부분은 궁금해하시는 분들이 있다면 자세하게 설명드리는 걸로 하겠습니다.
이런 자료들을 준비하긴 했는데 그냥 폐기처분했습니다 너무 많아서 30화를 넘어버릴 거예요
부스트 카지노 게임 사이트(Boost Converter)는 입력 DC 전압을 높은 DC 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터입니다. 이는 스텝 업 컨버터(Step-Up Converter)라고도 불리며, 낮은 입력 전압으로부터 더 높은 출력 전압을 내는 곳에 활용된다고 보시면 되겠죠
이론적으론 꽤나 단순해 보입니다. 일단은 이 녀석의 동작원리는 스위칭 소자가 ON 상태일 때는 전류가 스위칭 회로 쪽으로 흐르면서 인덕터에 전류가 충전되고, 출력 커패시터에 충전되어 있는 전류는 다이오드에 의해 역방향으로 흐르지 않죠, 그리고 스위칭 소자가 OFF 상태가 될 때는 인덕터에 충전되어 있던 전류가 방전되면서 입력 전압보다 더 큰 전압이 생성됩니다. 여기서 커패시터는 필터로 작용해 고주파를 흡수하는 역할을 한다 보시면 됩니다.
실출력은 이런 형식으로 나오는데 핵심은 전압을 높여준다 정도만을 아시면 됩니다.
벅-부스트 카지노 게임 사이트(Buck-Boost Converter)
벅-부스트 카지노 게임 사이트(Buck-Boost Converter)는 입력 전압이 출력 전압보다 높을 수도 있고 낮을 수도 있는 상황에서 동작할 수 있는 DC-DC 컨버터입니다. 저희는 공부할 때 안철수 컨버터로 암기했었죠
사실 이는 벅 컨버터(Buck Converter)와 부스트 카지노 게임 사이트(Boost Converter)의 동작 원리를 결합한 구조로, 넓은 전압 범위를 다룰 수 있다는 장점이 있고, 입력 전압이 변동할 때 일정한 출력 전압을 유지해야 하는 응용에서 사용됩니다, 다만 중요한 지점은 그만큼 비싸다는 거예요 이유는 뭐 구조가 복잡하고 요구치가 다양하니까요 일단 이 정도만 하고 넘어갈까요?
개인적으로 좋아하는 파트로 벅, 부스트, 벅-부스트 카지노 게임 사이트를 선택하는 기준은 주로 입출력 전압 관계, 부하 요구 조건, 효율성, 그리고 응용 환경에 따라 결정되는데 이 부분이 매우 중요합니다. 결국 우리는 이걸 어케써먹을 거냐가 중요한 학문을 하고 있으니까요
벅 카지노 게임 사이트는 입력 전압이 항상 출력 전압보다 높은 경우에 사용되는데 예를 들어볼까요? 실제로 우리가고전압 배터리 팩(400V)에서 12V 보조 전원으로 변환한다면 낮추기면 하면 되니 벅부스트는 낭비겠죠 실제로 이런 경우에는 벅을 씁니다.
부스트 컨버터는저전압 배터리(12V)에서 고전압(48V) 모터 구동에 필요한 전압으로 변환하거나 모터에 전기를 공급할 때 사용됩니다. 네? 모터는 AC 쓰잖아요 아 맞습니다 중요한 지점은 모터는 그냥 쓰는 게 아니라 인버팅이라는 과정을 거쳐요 DC AC인버팅이죠 변압기로 써도 되지만 그건 무게가 증가하니 이걸 쓰는 거죠
벅-부스트 카지노 게임 사이트는배터리 충전 상태(SOC)에 따라 입력 전압이 변동할 때 즉 화재방지나 실제 조절기술에 쓰이긴도 합니다 실제로 설계를 보면 충전하는 곳에 굳이 벅을 안 쓰고 벅부스트를박아둔 차들도 있다곤 하던데 이건 뭐 카더라라 확실하지는 않습니다.
일단 전기차 시스템 내에서 이걸 써야 한다는 건 확실해졌습니다 변환을 위해서든 어디서든이요 그래서 이제 공급까지 했으니 뭐 할 건데? 이제 슬슬 마지막을 향해 달려갑니다 오늘내일까지 이브러치 북은 마무리될 거고 PWM과 3상 하프브리지 컨버터, wbg전력반도체를 마지막으로 글을 마칠까 합니다 이제 마지막 파트도 가보시죠
이번글에서 사용된 프롬프트 입니다.