한국전기연구원이 고전압 교류를 저전압 직류로 바꿔주는 '고성능 반도체 변압기'를 개발했다. 차세대 e모빌리티 급속 충전 인프라 확대에 기여할 전망이다.
한국전기연구원(원장 김남균)은 백주원 전기추진연구센터 연구팀이 효성, 중앙제어와 '고성능 반도체 변압기'와 '반도체 변압기를 활용한 전기차 급속 충전기'를 개발했다고 13일 밝혔다.
변압기는 전압을 바꾸는 장치다. 도로 전봇대 주상변압기는 22.9㎸(국내 배전압 기준) 교류 전압을 220V나 380V로 낮추는 역할을 한다. 변압 후에는 저압 교류를 직류로 바꾸는 컨버터가 필요하다. 전자기기 대부분이 직류로 작동하기 때문이다.
반도체 변압기는 전력·전자 기술을 기반으로 고전압 교류를 저전압 직류로 한번에 변환한다. 전압과 전류 조절이 자유롭고, 구조상 무게와 부피, 시스템 단순화 측면에서도 유리하다.
백주원 연구팀은 10년 이상 반도체 변압기 연구개발에 집중해 제어·회로·설계·해석·절연 기술을 확보했다. 직류 활용도를 높이고자 다른 에너지원과 부하를 연결할 수 있는 새로운 구조도 개발했다.
고성능 반도체 변압기는 전기차 뿐만 아니라 e모빌리티 초급속 충전기, 고속철도 및 전기선박 전원, 에너지저장장치(ESS), 신재생 연결 전력변환장치 등 다양한 직류 전원에 적용할 수 있다.
연구팀은 고성능 반도체 변압기를 에너지 저장장치와 연결해 전기차 급속 충전기도 개발했다.
반도체 변압기 적용 전기차 급속 충전기(1000㎾급)는 50㎾에서 1000㎾까지 충전 포트와 용량을 다양하게 구성할 수 있고, 충전 설비를 구축하기 어려웠던 도심 협소 공간에도 설치 가능하다.
백주원 연구원은 “수 많은 제품이 전기로 움직이는 전기화(Electrification)시대는 교류보다 직류가 효율적”이라며 “직류 기기 사용이 많아질수록 반도체 변압기 활용 분야도 더욱 넓어질 것”이라 말했다.
전기연은 동우전기에 기술료 2억2000만원을 받고 기술이전하고, 반도체 변압기 조기 제품화·양산화를 추진한다.
창원=임동식기자 dslim@etnews.com
