1. Introduction

화석 연료 기반의 기술 발전을 통해 인류의 삶은 과거에 비해 다방면으로 편리해졌으나, 무분별한 자원 사용을 통한 지구 온난화 및 대기 오염 등 환경파괴로 인해 기온 상승 및 건강 문제 등 부정적인 영향 또한 증가하였다. 이에 환경파괴에 따른 지구 환경 변화를 억제하기 위해 지속 가능한 발전, 신재생에너지 사용, 탄소중립 등 전 세계적으로 다양한 활동 및 연구가 진행되고 있다. 이러한 흐름에 따라 친환경자동차는 기존의 내연기관보다 석유자원 의존도가 낮은 장점으로 인해 정부, 지자체와 기업에서 다방면으로 기술 개발 및 판매 보급에 힘쓰고 있다 ^[1],[2].

친환경자동차 중 전기자동차(Electric Vehicle, EV)는 차량 내 고전압 배터리를 에너지원으로 사용하여 석유자원에 대한 의존도를 크게 줄일 수 있는 장점을 지닌다. 그러나 1회 충전 시 주행 거리가 제한되며 충전에 긴 시간이 소요되는 명확한 단점이 존재하며, 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 해결방안이 제시되고 있다. 특히 긴 충전 시간을 해결하기 위해 일부 차량 제조사는 배터리 전압을 400V급에서 800V급으로 증가한 차종을 출시하고 있으며, 이를 통해 동일 충전 전류 대비 충전 전력을 늘려 상대적으로 빠른 속도의 차량 충전을 구현하고 있다. 또한 차량 충전 시간을 10분 내외로 줄이기 위한 400kW 초급속 충전 시스템, 교통약자를 위한 로봇충전 등 다양한 기술 및 사회적 문제를 해결하기 위한 정부 및 민간 과제들이 수행되고 있다. 전기자동차용 초급속충전을 구현하기 위해서는 다양한 기술개발 요소들이 존재하며, 특히 차량을 안정적으로 충전하기 위해서는 충전 시스템 내의 전력변환기(Power Conversion System, PCS)에 대한 기술 개발 및 구현이 중요하다^[3],[4].

EV는 차량 내 고전압 배터리의 전력을 에너지원으로 사용하며 충전 방식은 크게 탑재형 충전기(On-board charger, OBC)와 외부 급속충전기(External DC Fast Charger)로 나눌 수 있다. OBC의 경우 단상 또는 3상 교류 계통전압을 차량에 인가하여 배터리를 충전하며, 급속충전기의 경우 계통전압을 직류전압으로 변환하여 배터리에 곧바로 연결되어 EV에서 요구하는 만큼의 직류전류를 주입한다. 급속충전기는 일반적으로 교류 계통전원을 입력으로 받아 직류전압으로 정류하는 AC/DC 정류기와 차량 요구사항에 따라 출력 직류전압을 제어할 수 있는 DC/DC 컨버터로 구성된다. 급속충전 시스템은 여러 개의 충전 디스펜서(Dispenser)와 수백 kW급의 큰 용량의 PCS를 포함하는 스테이션 구성이 가능하며, 여러 대의 EV에 대한 초급속 충전을 수행할 수 있다. 또한 시스템 구성에 따라 하나의 대용량 PCS를 통해 급속충전기를 구성할 수 있으나, 효율과 유지보수 측면에서 모듈화된 PCS를 병렬로 연결하는 방식이 선호되고 있다. 이러한 급속충전기용 모듈화된 PCS를 파워모듈(Power module)이라고 하며, 파워모듈의 용량은 설계 사양에 따라 수십 kW로 설계된다^[5]-[8].

파워모듈 내에서 교류 계통전원을 직류전압으로 정류하는 AC/DC 정류기의 토폴로지(Topology)는 크게 Two-level voltage source converter(VSC)와 Multi-level rectifier로 분류할 수 있다. Multi-level rectifier 중 가장 간단한 구조를 가지는 Three-level rectifier는 Two-level VSC에 비해 multi-level의 출력파형을 생성함으로써 고조파 저감에 유리하며 전력 반도체에 인가되는 전압이 분배되어 스위칭 손실을 저감할 수 있는 장점이 있다. Three-level rectifier는 스위치와 다이오드의 구성에 따라 NPC(Neutral -point clamped) 타입, 비엔나 정류기(Vienna rectifier) 타입 등 다양한 토폴로지가 존재한다. 특히 비엔나 정류기의 경우 작은 도통 손실과 소자의 수가 적다는 장점으로 인해 고효율화가 가능하여 파워모듈에 탑재하기에 적합한 토폴로지이다 ^[9],[10].

EV에서 요구하는 배터리 직류전압을 생성함과 동시에 교류 계통과의 전기적 절연(Galvanic isolation)을 위해 파워모듈의 DC/DC 컨버터의 토폴로지는 일반적으로 절연형 컨버터를 사용한다. 절연형 DC/DC 컨버터는 다양한 차종의 배터리 전압을 생성하기 위해 넓은 출력전압 범위를 만족해야 하며, 토폴로지로는 Phase shift full bridge(PSFB) 컨버터, Dual active bridge(DAB) 컨버터, 직렬 공진(Series resonant) 컨버터, LLC 공진형 컨버터 등이 있다. 특히 LLC 공진형 컨버터는 공진 탱크(Resonant tank)의 설계 사양에 따라 특정 동작지점 내의 ZVS(Zero voltage switching) turn-on이 가능함에 따라 스위칭 손실을 저감할 수 있으며, 이에 따라 파워모듈의 고효율화에 적합한 토폴로지이다 ^[11].

EV에 대한 기술성숙도가 향상됨으로 인해 해마다 판매량이 증가하고 있음에도 불구하고 그에 대응할 수 있는 충전 인프라는 부족한 상황이다. 또한 급속충전기 내 파워모듈의 경우 가격경쟁력 측면에서 우위에 있는 중국산 제품을 사용하는 경우가 많으나, 안정성 및 유지보수 측면을 고려한 장기적 관점에서 국산화된 파워모듈의 개발 및 적용이 필요하다.

본 논문에서는 EV 초급속충전용 파워모듈의 상세 설계 및 구현 내용을 제안한다. 30kW의 최대용량을 가지는 단위 파워모듈의 AC/DC 정류단은 Three-level 출력을 통해 손실 저감에 유리한 토폴로지인 비엔나 정류기를 사용하며, 절연형 DC/DC 컨버터단은 ZVS 동작을 통해 손실 저감에 효과적인 LLC 공진형 컨버터를 사용한다. 비엔나 정류기는 LLC 공진형 컨버터에 인가되는 DC-link 전압을 제어함과 동시에 계통전원의 단위 역률을 유지하기 위해 교류 입력전류의 크기와 위상을 제어한다. LLC 공진형 컨버터는 150V부터 1000V의 넓은 출력전압에 대응하기 위해 출력전압을 제어하며, 정전류(Constant current, CC) 제어 구동을 위해 가변주파수 제어 방식을 적용한다. 또한 넓은 출력전압 범위를 구현하기 위해 LLC 공진형 컨버터의 2차측에 릴레이(Relay)를 활용하여 전파정류 또는 Voltage doubler의 모드 선택을 통해 넓은 전압 범위을 달성하도록 설계한다. 30kW의 전력용량과 고효율 목표를 달성하기 위해 전력반도체와 LLC 공진형 컨버터 내의 변압기 구성은 병렬화하여 구성한다. 제안하는 파워모듈의 타당성은 다양한 부하조건에 대한 실험결과를 통해 성능 검증 및 신뢰도를 입증한다.

2. Configuration of Power Module

여러 대의 EV를 급속충전 할 수 있는 초급속충전 스테이션의 구성도는 그림 1과 같다. 수백 kW급의 PCS를 구성하기 위해서 여러 대의 파워모듈이 병렬로 연결되며, 이를 통해 하나의 파워 뱅크(Power Bank)로 구성된다. 파워 뱅크의 입력단은 일반적으로 3상 380V의 교류 계통전원이 인가되며, 순간적으로 수백 kW급의 전력을 소모할 수 있으므로 안정적인 수배전 시설이 요구된다. 파워 뱅크 내 단위 파워모듈은 계통 교류전원을 DC-link 직류전압으로 변환하는 AC/DC 정류기와 EV의 배터리 전압과 동일한 출력전압을 형성하며 CC 제어를 수행하는 절연형 DC/DC 컨버터로 구성된다. 차량과 연결되는 충전 케이블을 포함하는 다수의 충전 디스펜서가 파워 뱅크의 직류 출력단에 연결되며 이를 통해 여러 대의 차량을 동시에 충전할 수 있다. 이 디스펜서는 PLC(Power line communication)를 통해 차량과 통신하며, 차량의 현재 전기적 상태 및 충전 가능 정보 등을 교환하여 이를 파워 뱅크에 전달하는 역할을 수행한다.

파워모듈은 차량에서 요구하는 절연 테스트, 배터리 전압과 동일한 전압을 형성하는 Pre-charging 모드, EV에서 요구하는 전류를 주입하는 CC 모드 등에 대해 안정적으로 동작해야 한다. 이러한 파워모듈의 구동시퀀스 및 동작 상태는 파워 뱅크 내의 상위제어기가 관장하며, 상위제어기의 지령을 통해 구동된다. 상위제어기는 각각의 디스펜서에 연결된 차량과의 통신 정보를 취합하며, 이를 통해 적절한 수의 파워모듈을 구동해야 한다.

파워모듈의 최대 정격용량은 설계 조건에 따라 수십 kW급으로 구현하며, 본 논문에서는 30kW의 단위 용량을 가지도록 설계한다. 파워모듈의 구동전압 및 전류에 대한 사양은 그림 2에 나타낸다. 여기서 Iout, Vout, Pout은 각각 파워모듈의 출력전류, 출력전압, 출력전력을 나타낸다. 파란색 그래프는 출력전압 대비 최대 출력 전류를 나타내며, 붉은색 그래프는 출력전압 대비 최대 출력 전력용량을 나타낸다. 그림에 명시한 바와 같이 500V 이상의 출력전압 영역에서는 30kW에 해당하는 최대전력만큼의 충전이 가능하며, 500V 미만의 영역에서는 최대 출력전류인 60A로 고정되어 출력전력은 디레이팅(De-rating) 되도록 설계한다. 즉 500V 이상 영역에서는 CP(Constant power) 프로파일을, 500V 미만 영역에서는 CC 프로파일을 가진다.

그림 1. 전기자동차 초급속충전 시스템 구성도

Fig. 1. Configuration of EV ultra-fast charging system

그림 2. 파워모듈의 충전 프로파일

Fig. 2. Charging profile of a power module

3. Design and Implementation of Power Module

3.1 Three phase AC/DC rectifier

제안하는 파워모듈의 AC/DC 정류기는 3상 비엔나 정류기를 사용하며 회로도는 그림 3과 같다. 여기서 Vgrid, Lgrid, Cac, Lac, Cdc1, Cdc2는 각각 교류 계통전압, 계통 임피던스, 입력 커패시터, 입력 인덕터, 상·하단 DC-link 커패시터이다. Dx+, Dx-, sx+, sx- (x∈{a, b, c})는 다이오드와 MOSFET 스위치이며 상세 설계 사양은 표 1에 명시한다. 비엔나 정류기의 스위칭 상태는 표 2과 같이 총 3가지 상태인 P, O, N 상태로 정의한다. 정류기의 동작 특성상 교류에서 직류로의 단방향 전력전달로 인해 계통전압이 양전압일 때는 P와 O 상태 간의 전이가 이루어지며, 음전압일 때는 N과 O 상태 간의 전이가 되도록 제어한다. 이때 P 상태의 상전압(vxm)은 0.5Vdc, O 상태는 0V, N 상태는 –0.5Vdc가 형성됨에 따라 three-level 파형을 출력한다. 이러한 동작을 구현하기 위한 스위칭 패턴은 표 2과 같으며, P 상태의 sx-와 N 상태의 sx+의 On-off 상태는 상전압과 인덕터에 흐르는 전류 방향에 영향을 주지 않지만 펄스폭 변조(Pulse width Modulation, PWM)의 구현 용이성을 위해 On 상태로 존재할 수 있게 설정한다.

3상 비엔나 정류기의 제어에는 그림 4와 같이 일반적인 계통연계형 AC/DC 정류기의 전압-전류 double-loop 제어 방식을 사용한다. DC-link 전압 제어 및 교류 전류 제어를 위해 3상 전압과 전류를 abc-to-dq 변환을 통해 동기좌표계 D축 및 Q축 전압과 전류(vd, vq, id, iq)로 변환한다. 이때 변환에 필요한 위상정보는 3상 PLL(Phase locked loop)을 통해 취득한다. 전체 제어 블록도에서 Outer-loop 제어는 DC-link 전압제어를 수행하며 전압제어기 출력은 유효전력 성분인 D축 전류 지령(idref)이다. Inner-loop 제어는 각각 D축 및 Q축 전류제어기로 구성하며 계통 역률을 단위역률에 근사한 값으로 유지하기 위한 전력제어를 수행한다. 또한 교류 계통에 포함된 5차 및 7차 고조파 성분에 의해 발생하는 고조파 전류를 저감하기 위해 차수별 고조파 제어기를 적용한다. 제어 출력 신호인 dd와 dq 값은 dq-to-abc 변환을 통해 상별 듀티 출력(da, db, dc)으로 변환되며 최종적으로 공간벡터 PWM(State-vector PWM)를 통해 sx+, sx- 신호를 생성하여 비엔나 정류기에 적용한다.

그림 3. 3상 비엔나 정류기 회로도

Fig. 3. Circuit diagram of three-phase Vienna rectifier

그림 4. 3상 비엔나 정류기 제어 블록 다이어그램

Fig. 4. Control block diagram of three-phase Vienna rectifier

표 1 비엔나 정류기 설계 파라미터

Table 1 Design parameters of Vienna rectifier

Parameters	Vaules
Cac	7.2 uF
Lac	180 uH
Cdc1, Cdc2	900 uF
fsw	20 kHz
Vdc-link	600 ~ 800 V

표 2 스위칭 상태 정의

Table 2 Definition of switching status

Switching status	sx+	sx-	Phase voltage, vxm
P	Off	X (On)	0.5vdc
O	On	On	0
N	X (On)	Off	-0.5vdc

※ X = don’t care

3.2 Isolated DC/DC converter

제안하는 파워모듈의 절연형 DC/DC 컨버터는 LLC 공진 형 컨버터를 사용하며 회로도는 그림 5와 같다. 여기서 Cr, Lr, Lm, Npri, Nsec, Co1, Co2는 각각 공진 커패시터, 공진 인덕터, 자화 인덕턴스, 1차측 권선 수, 2차측 권선 수, 출력 커패시터이다. sy+, sy-, Dy+, Dy- (y∈{1, 2})는 MOSFET 스위치와 다이오드이다. 2차측 다이오드와 출력 커패시터 사이의 릴레이(srelay)는 Off일 경우 2차측 다이오드가 전파 정류기(Full wave rectifier)로 동작하며, On일 경우 D1+, D1- 두 개의 다이오드만 정류 구간에 도통한다. 이때 Co1, Co2에 각각 변압기 2차측 전압이 인가됨으로써 출력전압이 두 배가 되는 Voltage doubler로 동작한다. 즉 150V부터 500V까지의 저전압 출력이 필요할 경우 srelay를 Off하여 Full-wave 모드로 동작하며, 500V부터 1000V까지의 고전압 출력이 필요할 경우 srelay를 On하여 Voltage doubler 모드로 동작한다. 이를 통해 LLC 공진형 컨버터의 공진 탱크 설계를 용이하게 할 뿐만 아니라 넓은 범위의 출력전압을 구동할 수 있다.

표 3은 설계한 공진 탱크의 상세 값을 보여준다. 공진주파수 fr은 103kHz, Cr은 117.5nF, Lr은 20uH로 선정하였으며, 변압기의 Lm은 120uH, 턴수비는 3:1로 선정되었다. 그림 5에서 볼 수 있듯이, 제안한 컨버터에선 2개의 변압기가 1차측엔 직렬, 2차측엔 병렬로 연결되었기 때문에 각 변압기의 자화 인덕턴스는 그 절반인 60uH, 턴수비는 3:2로 설계되었다. 30kW 파워모듈에 적용하는 LLC 공진형 컨버터의 입력 전압은 600V 이상인 반면, 출력 전압의 최솟값은 150V이기 때문에 변압기의 2차측 전류가 1차측 전류보다 훨씬 큰 특성이 있다. 따라서 2차측 권선은 1차측 권선에 비해 상대적으로 큰 직경을 갖게 되고 이는 변압기 부피를 증가시키는 요인이다. 이에 본 논문에서는 변압기를 2개로 분리하여 상대적으로 전류가 큰 변압기의 2차측은 병렬로 연결하고, 1차측은 직렬로 연결한다.

그림 6은 LLC 공진형 컨버터의 이득 곡선을 보여준다. 파란색 선은 srelay가 Off인 Full-wave rectifier 모드의 이득 곡선을 나타내며, 빨간색 선은 srelay가 On인 Voltage doubler 모드의 이득 곡선을 나타낸다. Full-wave rectifier 모드에선 스위칭 주파수와 공진 주파수가 같을 때 컨버터의 이득이 1이 되며, 스위칭 주파수가 공진 주파수보다 작아질수록 이득이 증가하는 일반적인 LLC 공진형 컨버터의 특징을 갖는다. 이와 비교하여, Voltage doubler 모드에선 모든 영역에서 Full-wave rectifier 모드일 때보다 2배 큰 이득을 갖는다. 제안한 LLC 공진형 컨버터는 srelay의 On/Off에 따른 2차측 정류회로의 간단한 동작 모드 변화만으로 전압 이득을 2배 증가시킬 수 있으므로 회로 구현의 용이함과 넓은 범위의 출력 전압을 모두 달성할 수 있다.

LLC 공진형 컨버터의 제어 블록 다이어그램은 그림 7과 같다. 여기서 파란색으로 표현한 Vocmd, Iocmd, vbatt 는 각각상위 제어기 또는 EV에서 전송되는 전압지령, 전류지령 및 현재 배터리 전압을 의미한다. vo, io, fsw 는 LLC 공진형 컨버터의 출력전압, 출력전류, 동작 주파수이다. 전압제어기의 출력은 전류제어기의 지령(ioutref)이며, 전류제어기의 출력은 LLC 공진형 컨버터의 동작 주파수로써 가변 스위칭 주파수 제어를 수행한다. 또한 LLC 공진형 컨버터의 특성상 주파수가 감소함에 따라 출력전압이 상승하기 때문에 전류제어기의 오차값을 계산할 때 ioutref는 (-)부호를 가지며 피드백되는 io은 (+) 부호를 가진다.

CV(Constant voltage) 제어에서 CC 제어로 자연스럽게 전환되는 제어 시퀀스의 구현을 위해 전압제어기 출력에 Iocmd 을 최대값으로 가지는 전류지령 리미터가 추가되며, 이를 통해 EV의 배터리가 연결된 상황에서 Vocmd 값이 vbatt 보다 클 경우 Iocmd 에 해당하는 CC 제어를 수행한다. 이에 따라 전압제어기는 포화하며 PI 제어기의 적분항에 과도한 오차값이 누적되는 것을 방지하기 위해 안티-와인드업(Anti-wind up) 제어기를 사용한다. 통신을 통해 전달되는 Vocmd, vbatt 값을 통해 Full-wave 혹은 Voltage doubler 모드로의 동작을 판별하며, 모드에 맞게 srelay를 구동한다.

그림 5. LLC 공진형 컨버터 회로도

Fig. 5. Circuit diagram of LLC resonant converter

그림 6. LLC 공진형 컨버터의 출력 전압 게인 곡선

Fig. 6. Output voltage gain curve of LLC resonant converter

그림 7. LLC 공진형 컨버터 제어 블록 다이어그램

Fig. 7. Control block diagram of LLC resonant converter

표 3 공진 탱크 설계 결과

Table 3 Resonant tank design result

Parameters	Vaules
fr	103 kHz
Cr	117.5 nF
Lr	20 uH
Lm	120 uH
Npri : Nsec	3:1
fsw	50 ~ 200 kHz

4. Experimental Verification

3상 비엔나 정류기와 LLC 공진형 컨버터를 포함하는 30kW 파워모듈의 프로토타입을 그림 8에 나타낸다. 파워모듈의 전력밀도를 높이기 위해 두 개의 층으로 분리하여 설계하며 첫 번째 층의 비엔나 정류기의 출력을 두 번째 층인 LLC 공진형 컨버터의 입력으로 연결하는 형태로 설계하였다. 정류기와 컨버터의 구동 및 제어는 TI의 200MHz DSP(TMS320F28377S)를 통해 수행한다. 또한 프로토타입에 사용한 주요 소자를 표 4에 나타낸다. 정격용량 대비 전력밀도를 향상하기 위해 비엔나 정류기는 스위치 3병렬, 다이오드 2병렬로 구성하였으며, LLC 공진형 컨버터는 스위치와 다이오드 모두 4병렬로 사용하였다.

비엔나 정류기의 실험 파형은 그림 9와 같다. 그림 4에 나타낸 제어 알고리즘을 적용한 결과 a상의 계통 상전압(va)과 a상의 입력 인덕터 전류(ia)가 동상임을 확인할 수 있다. 또한 5차 및 7차 고조파 제어기를 적용한 결과 3상 입력전류 성분의 고조파 성분이 기본파 성분과 비교했을 때 적절히 제어되고 있으나, 센싱 노이즈 등으로 인해 불평형 전류성분이 존재하며 이를 외란성분 최소화, PLL 알고리즘 개선 및 제어 게인 최적화를 통해 해결해 나갈 예정이다.

출력 전압의 지령이 저전압 범위인 Full-wave rectifier 모드로 동작하는 LLC 공진형 컨버터의 실험파형을 그림 10에 나타낸다. 파형의 상단 그리드는 변압기 전류(iLr)와 1차측 스위치의 Gate-source 전압(Vgs)을 나타내며, 하단 그리드는 vo 및 io을 나타낸다. 각 파형은 Full-wave rectifier 모드에서 동작할 수 있는 전압 범위인 150V부터 500V에서 최대전력으로 동작할 때의 결과이며, 설계된 주파수 범위 내에서 원하는 출력 전압을 형성할 수 있음을 확인할 수 있다.

그림 11은 출력 전압이 고전압 범위일 때인 Voltage doubler 모드로 동작할 때의 실험 파형을 나타낸다. 그림 10과 마찬가지로 해당 모드의 전압 범위인 500V부터 1000V에서 최대전력으로 동작할 때의 결과이며, 이를 통해 높은 출력 전압에서도 설계된 바와 같이 안정적으로 동작함을 확인할 수 있다.

그림 12는 출력 전압별 효율 곡선을 나타낸다. 그래프의 점선은 LLC 공진형 컨버터가 Full-wave rectifier로 동작할 때의 결과이며, 실선은 Voltage doubler 모드로 동작할 때의 결과이다. 가로축은 해당 출력 전압에서의 출력 부하율을 나타내며 세로축은 효율을 나타낸다. 대부분의 출력 전압 범위에서 최대 부하 상황일 때 95% 이상의 효율을 가지며, 특히 가장 높은 전압인 1000V로 동작할 때 최대부하인 30kW에서 97.3%의 효율을 가짐을 확인할 수 있다. 또한 가장 높은 효율 지점은 750V로 동작할 때 약 50% 부하 조건에서 97.6%의 높은 효율을 가짐을 검증하였다.

그림 8. 30 kW 파워모듈 프로토타입 (a) PCB 3D 모델링 (b) 제작 사진

Fig. 8. 30 kW power module prototype (a) PCB 3D modeling (b) Photograph

그림 9. 3상 비엔나 정류기 실험 파형

Fig. 9. Experimental waveform of three-phase Vienna rectifier

그림 10. LLC 공진형 컨버터의 Full-wave rectifier 모드 실험 파형 (a) vo = 150 V, (b) vo = 350 V, (c) vo = 500 V

Fig. 10. Experimental waveform of LLC resonant converter at full-wave rectifier mode (a) vo = 150 V, (b) vo = 350 V, (c) vo = 500 V

그림 11. LLC 공진형 컨버터의 Voltage doubler 모드 실험 파형 (a) vo = 500 V, (b) vo = 750 V, (c) vo = 1000 V

Fig. 11. Experimental waveform of LLC resonant converter at voltage doubler mode (a) vo = 500 V, (b) vo = 750 V, (c) vo = 1000 V

그림 12. 효율 곡선

Fig. 12. Efficiency curve

5. Conclusion

본 논문에서는 EV 초급속충전용 30kW 파워모듈의 설계, 제어 및 구현 내용을 제안하였다. 제안하는 파워모듈의 AC/DC 정류단은 비엔나 정류기를 통해 교류입력의 유효전력 제어 및 DC-link 전압 제어를 수행한다. 파워모듈의 DC/DC 컨버터단은 LLC 공진형 컨버터를 사용하여 출력의 CC-CV 제어를 수행한다. LLC 공진형 컨버터는 150V부터 1000V의 넓은 출력전압에 대응하기 위해 2차측의 릴레이를 활용하여 Full-wave rectifier 모드 및 Voltage doubler 모드로 동작하도록 설계하였다. 다양한 출력전압별 부하 조건에 따른 실험을 통해 제안하는 파워모듈의 성능을 검증하였으며, 최대 97.6%의 고효율 전력변환이 됨을 확인하였다. 향후 해당 파워모듈의 고도화를 통해 동작 안정성을 개선할 예정이며, 나아가 병렬 제어 시스템 구현을 통한 400kW 이상의 초급속 충전 시스템에 적합한 파워 뱅크에 대한 연구 및 구현을 진행할 예정이다.