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title: 4.1 DC-DC 컨버터 제어
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date: 2026-04-23T05:26:37.468Z
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dateCreated: 2026-04-22T02:25:15.751Z
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# 4.1 DC-DC 컨버터 제어

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## 제어 구조 확정

| 항목 | 내용 |
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| 제어 방식 | 전압-전류 이중 루프 PI 제어 (Dual-loop PI) |
| 외부 루프 | 전압 제어 (저압단 전압 또는 DC Link 전압) |
| 내부 루프 | 인덕터 전류 제어 |
| 양방향 전환 | 전류 기준값 부호 전환으로 Buck/Boost 모드 전환 |

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## 논문 서술 초안

### 전압-전류 이중 루프 제어 구조

본 연구의 3레벨 DC-DC 컨버터는 전압 외부 루프와 전류 내부 루프로 구성된 이중 루프 PI 제어 방식을 적용한다. 이중 루프 구조는 외부 루프에서 전압 오차를 처리하여 전류 기준값을 생성하고, 내부 루프에서 인덕터 전류를 기준값으로 추종하게 함으로써 전압 제어 응답성과 전류 제한 기능을 동시에 확보하는 구조이다. 내부 전류 루프의 대역폭은 외부 전압 루프보다 충분히 높게 설계하여 전압 루프의 안정적인 동작을 보장한다.

제어 블록 구성은 다음과 같다. 먼저 저압단(500VDC) 전압 기준값(Vref)과 측정값(Vmeas)의 오차가 전압 PI 제어기에 입력되어 인덕터 전류 기준값(iL_ref)을 생성한다. 이 전류 기준값은 과전류 보호를 위한 리미터를 통과한 후, 전류 PI 제어기에서 실제 인덕터 전류(iL_meas)와 비교되어 듀티비(D) 신호를 생성한다. 생성된 듀티비 신호는 3레벨 PWM 변조기를 통해 4개의 스위치(S1~S4)에 대한 게이트 신호로 변환된다.

### 양방향 운전 모드 전환

양방향 운전은 별도의 토폴로지 변경 없이 전류 기준값의 부호 전환만으로 구현된다. Buck 모드(DC Link → 저압단 충전)에서는 전압 PI 출력이 양(+)의 전류 기준값을 생성하여 인덕터 전류가 DC Link에서 저압단 방향으로 흐르며, Boost 모드(저압단 방전 → DC Link)에서는 외부 명령 또는 DC Link 전압 편차에 의해 전류 기준값이 음(−)으로 설정되어 전력 흐름 방향이 역전된다. 모드 전환 시 전류 기준값이 0을 통과하므로 인덕터 전류의 연속성이 유지되며, 과도적인 전압·전류 스파이크 없이 부드러운 전환이 이루어진다.

각 운전 모드에 대응하는 제어 목표는 다음과 같다. Buck 모드에서는 저압단 전압을 500VDC(또는 충전 목표 전압 550VDC)로 유지하는 것이 제어 목표이며, Boost 모드에서는 DC Link 전압 또는 방전 전력을 기준으로 제어가 이루어진다.

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## 미결 항목

없음 — 확정 완료