This dissertation presents a new structure of integrated converters that improve various power conversion devices within a renewable energy-based DC microgrid. The proposed research consists of two main parts. The first part introduces an integrated dual active bridge (DAB) converter with high efficiency and high power density for the solid-state transformer. The second part presents an integrated pulse width modulation (PWM) resonant converter with high efficiency and near-zero-ripple input current for fuel cell converters. The proposed integrated converters equally employ the center-tap transformer and additional techniques to overcome the limitations and improve the performance of conventional converters, which integrate interleave buck or boost structures. The proposed converters significantly improve the performance of conventional converters without requiring additional components and altering their operation. Consequently, the proposed converters will be promising candidates for various power conversion devices for DC microgrids in practical industries.
본 학위논문에서는 신재생 기반 DC 마이크로그리드를 구성하는 전력 변환 장치를 개선하는 새로운 구조의 통합형 컨버터들에 대해서 제안한다. 제안하는 연구는 크게 2개의 파트로 구성된다. 첫번째 파트에서는 반도체 변압기를 위한 고효율 및 고전력밀도를 갖는 컨버터를 제안하고, 두번째 파트에서는 연료전지용 컨버터를 위한 극히 작은 입력 전류 리플과 고효율을 갖는 컨버터를 제안한다. 각각의 장에서 제안하는 통합형 컨버터들은 공통적으로 센터탭 변압기를 응용하여 컨버터를 구성하며, 이에 각각 추가적인 기법들을 적용하여, 인터리브드 벅 혹은 부스트 구조가 통합된 기존의 회로들이 갖는 단점들을 극복하고 컨버터의 성능을 개선한다. 제안하는 컨버터들은 기존의 컨버터들에 비해, 추가 소자가 없이 동작을 크게 변경하지 않으면서도, 기존의 단점은 크게 개선한다. 따라서 제안하는 컨버터들은 DC 마이크로그리드를 구성하는 전력 변환 장치로써 실제 산업에서 적용하기 유용하다는 장점을 갖는다.
