As the demand for fast charging of batteries increases, the load current of battery charging modules is also on the rise. In order to achieve high efficiency and power density even under heavy load condition, research on the inductor-capacitor hybrid topology, utilizing parallelized inductor current and capacitor current, is actively underway. However, prior hybrid topologies have a drawback in that the current distribution ratio between inductor and capacitor is highly sensitive to the voltage conversion ratio (VCR), making it challenge to achieve high efficiency across a wide VCR range. In this paper, a new hybrid topology is proposed that achieves a consistent current distribution ratio and high efficiency over a wide VCR range. The proposed topology has achieved a maximum efficiency of $96.4%$ under heavy load condition of $2A$ and a high current density of $132mA/mm^3$. Furthermore, it achieved over $90%$ efficiency in the VCR range of $0.25$ to $0.9$.
배터리 고속 충전 수요의 증가에 따라 배터리 충전 모듈의 부하전류가 늘어나고 있다. 이에 따라 높은 부하전류 상황에서도 고효율과 고전력 밀도를 달성하기 위해 병렬화된 인덕터 전류와 캐패시터 전류를 활용하는 inductor-capacitor-hybrid topology에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 그러나 기존의 하이브리드 토폴로지의 경우 인덕터와 캐패시터의 전류 분산 비율이 전압 변환 비율(VCR)에 매우 민감하게 반응하기 때문에 넓은 VCR 범위에서 고효율을 달성하기 어렵다는 단점이 있었다. 본 논문에서는 넓은 VCR 범위에서 일정한 전력 분산 비율 및 고효율을 달성할 수 있는 새로운 하이브리드 토폴로지를 제안한다. 제안하는 토폴로지는 $2A$의 고부하전류 상황에서 $96.4%$의 최대 효율을 달성하였으며 $132mA/mm^3$의 고전류 밀도를 달성하였다. 또한 $0.25 \sim 0.9$의 VCR 범위에서 $90%$ 이상의 효율을 달성하였다.
