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[A+] 중앙대학교 아날로그 및 디지털 회로 설계실습 결과보고서 2. Switching Mode Power Supply (SMPS)

중앙대학교 전자전기공학부 재학생입니다. 1학년부터 모든 실습 수업에서 A+를 받았으며, 보고서 점수는 항상 최상위권이었습니다. 다른 전공 과목 또한 모두 A+, A0를 받은 만큼 보고서 내용도 성실하게 작성하였습니다. 실습 내용도 전공 수업만큼 중요하니 매주 보고서를 작성하시면서 공부하신다면 좋은 결과를 얻으실 수 있을 것입니다.
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최초등록일 2023.02.06 최종저작일 2022.09
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[A+] 중앙대학교 아날로그 및 디지털 회로 설계실습 결과보고서 2. Switching Mode Power Supply (SMPS)
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    소개

    중앙대학교 전자전기공학부 재학생입니다. 1학년부터 모든 실습 수업에서 A+를 받았으며, 보고서 점수는 항상 최상위권이었습니다. 다른 전공 과목 또한 모두 A+, A0를 받은 만큼 보고서 내용도 성실하게 작성하였습니다. 실습 내용도 전공 수업만큼 중요하니 매주 보고서를 작성하시면서 공부하신다면 좋은 결과를 얻으실 수 있을 것입니다.

    목차

    1. 요약
    2. 서론
    3. 설계실습 내용 및 분석
    4. 결론
    5. 참고 문헌

    본문내용

    SMPS의 동작 원리와 회로 모듈을 이해하여 SMPS를 설계할 수 있는 능력을 배양하기 위해 본 실험을 진 행하였다. UC3845라는 소자를 이용하여 PWM 제어 회로를 설계했다. 주어진 성능인 0 [V] ~ 10 [V]의 출력전압과 12.59 [kHz]의 스위칭 주파수를 만족시키는 것을 확인할 수 있었다. 이후 PWM 제어 회로와 Buck converter 회 로를 이용하여 의 값을 증가시켰을 때 출력전압과 Duty의 변화를 확인하였다. 문제에서 주어진 2.5 [V]의 출 력전압보다 매우 낮은 436 [mV]가 측정되었지만 강압형 converter인만큼 의 값이 증가할 때, 출력전압과 Duty가 감소하는 추세임을 확인하였다. Buck converter 실험을 진행하다가 시간이 부족하여 Boost converter 실험은 진행하지 못하였다.

    참고자료

    · 중앙대학교 전자전기공학부, “아날로그 및 디지털 회로 설계 실습”, p43, p109-111
  • AI와 토픽 톺아보기

    • 1. SMPS(Switching Mode Power Supply)
      SMPS는 전력 변환 효율이 높고 소형화가 가능하여 다양한 전자 기기에 널리 사용되고 있습니다. 스위칭 방식을 통해 입력 전압을 원하는 출력 전압으로 변환하는 SMPS는 선형 전원 공급 장치에 비해 전력 손실이 적어 에너지 효율이 높습니다. 또한 스위칭 주파수가 높아 소형화가 가능하여 휴대용 기기나 전자 제품에 적합합니다. 하지만 스위칭 노이즈 발생, 전자기 간섭 등의 문제가 있어 이에 대한 대책이 필요합니다. 전력 변환 효율과 소형화 측면에서 SMPS는 전자 기기 전원 공급 분야에서 매우 중요한 기술이라고 할 수 있습니다.
    • 2. PWM 제어 회로
      PWM(Pulse Width Modulation) 제어 회로는 전력 변환 장치에서 널리 사용되는 기술입니다. PWM 제어를 통해 스위칭 소자의 on/off 시간을 조절하여 출력 전압을 원하는 값으로 제어할 수 있습니다. 이는 전력 변환 효율을 높이고 에너지 손실을 줄일 수 있는 장점이 있습니다. 또한 디지털 제어가 가능하여 마이크로컨트롤러와 연계하여 복잡한 제어 알고리즘을 구현할 수 있습니다. 하지만 스위칭 노이즈 발생, 전자기 간섭 등의 문제가 있어 이에 대한 대책이 필요합니다. PWM 제어 회로는 전력 전자 분야에서 매우 중요한 기술이라고 할 수 있습니다.
    • 3. Buck Converter
      Buck Converter는 입력 전압을 낮추어 출력 전압을 생성하는 DC-DC 변환기입니다. 스위칭 방식을 통해 효율적으로 전압을 변환할 수 있어 전력 변환 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 입력 전압이 출력 전압보다 높은 경우에 적합하며, 전압 강하가 필요한 전자 기기의 전원 공급 장치로 활용됩니다. 또한 부하 변동에 대한 출력 전압 안정화가 가능하여 안정적인 전원 공급이 필요한 응용 분야에 적합합니다. 하지만 스위칭 노이즈 발생, 전자기 간섭 등의 문제가 있어 이에 대한 대책이 필요합니다. Buck Converter는 전력 전자 분야에서 매우 중요한 기술이라고 할 수 있습니다.
    • 4. Boost Converter
      Boost Converter는 입력 전압을 높여 출력 전압을 생성하는 DC-DC 변환기입니다. 스위칭 방식을 통해 효율적으로 전압을 변환할 수 있어 전력 변환 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 입력 전압이 출력 전압보다 낮은 경우에 적합하며, 배터리 구동 기기나 태양전지 시스템 등에서 활용됩니다. 또한 부하 변동에 대한 출력 전압 안정화가 가능하여 안정적인 전원 공급이 필요한 응용 분야에 적합합니다. 하지만 스위칭 노이즈 발생, 전자기 간섭 등의 문제가 있어 이에 대한 대책이 필요합니다. Boost Converter는 전력 전자 분야에서 매우 중요한 기술이라고 할 수 있습니다.
  • 자료후기

      Ai 리뷰
      SMPS의 중요성을 인지하고, PWM 제어 회로와 Buck converter 회로를 구성하여 실험을 진행하였다. 실험 결과를 토대로 회로 설계의 적절성과 발생한 문제점을 상세히 분석하였다.
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