[DAB] Dual Active Bridge, Plecs Simulation(Multiple Cases)

DAB, Plecs Simulation(Multiple Cases)

저번 포스팅에서는 DAB의 기본적인 개념과 원리, 설계 방식에 대해 설명하였습니다.

이번에는 여러 설계 사양을 예시로 계산과정, 시뮬레이션을 진행하여 그 결과를 보여드리려고 합니다.

 

Output Power 50W, 100W, 150W, 350W 이렇게 4가지의 경우를 놓고 설계를 하였고,

Plecs 프로그램을 이용하여 시뮬레이션하였습니다.

 

 

 

Part 1. Design Specifications

아래 사진에서 빨간 글씨는 모든 경우에서 같습니다.

 

• Case 1 (50W)

Output Power를 50W로 설정하고 설계한 경우

 

 

 

• Case 2 (100W)

Output Power를 100W로 설정하고 설계한 경우

 

 

 

• Case 3 (150W)

Output Power를 150W로 설정하고 설계한 경우

 

 

 

• Case 4 (350W)

Output Power를 350W로 설정하고 설계한 경우

 

 

 

4가지 Case를 표로 정리하였습니다.

 

 

 

 

Part 2. DAB Circuit

Plecs 프로그램을 이용하여 디자인한 DAB 회로도입니다. 본 시뮬레이션에 사용하였습니다

 

 

 

Part 3. Simulation

지금부터 아래에 보여드릴 각각의 파형들은 위 회로를 설계 사양(조건)에 맞춰 실행시켰을 때,

각 소자의 출력 전압, 전류 그래프 입니다.

 

• Input Stage Capacitor Current

입력단 커패시터 전류

 

 

• Input Stage Capacitor Voltage

입력단 커패시터 전압

 

 

• Output Stage Capacitor Current

출력단 커패시터 전류

 

 

• Output Stage Capacitor Voltage

출력단 커패시터 전압 (왼쪽 사진의 정상 상태 부분을 가까이 캡쳐한 사진이 오른쪽입니다)

 

 

• Inductor Current

인덕터 전류

 

 

• Inductor Voltage

인덕터 전압

 

 

• Output Current

출력 전류 ( 왼쪽 사진의 정상 상태 부분을 가까이 캡쳐한 사진이 오른쪽입니다 )

 

 

• Output Voltage

출력 전 ( 왼쪽 사진의 정상 상태 부분을 가까이 캡쳐한 사진이 오른쪽입니다 )

 

 

• Power

전력

 

 

 

1차단과 1차단의 모스펫 전압, 전류 파형은 Amplitude만 차이가 있고 파형의 개형은 같으므로,

100W에서의 파형 사진만 보여드리도록 하겠습니다.

 

• Primary Mosfet Current (Q1, Q4 / Q2, Q3)

1차단 모스펫의 전류입니다. Q1은 Q4와 동상 / Q2는 Q3와 동상

 

 

• Secondary Mosfet Current (Q5, Q8 / Q6, Q7)

2차단 모스펫의 전류입니다. Q5은 Q8와 동상 / Q6는 Q7와 동상

 

 

• Primary Mosfet Voltage (Q1, Q4 / Q2, Q3)
  

1차단 모스펫의 전압입니다. Q1은 Q4와 동상 / Q2는 Q3와 동상

 

 

• Secondary Mosfet Voltage (Q5, Q8 / Q6, Q7)
  

2차단 모스펫의 전압입니다. Q5은 Q8와 동상 / Q6는 Q7와 동상

 

 

입출력단의 커패시터와 인덕터, 출력값들을 정리한 표

 

1차단과 2차단의 모스펫의 전류, 전압을 정리한 표

 

 

지금까지 여러 케이스를 시뮬레이션하는 과정과 그 값들에 대해 알아보았습니다.

감사합니다.