전력기기실험 실험 2. Boost 컨버터 실험 예비보고서

목차

1. 실험 명
2. 실험 개요
3. 이론 조사
4. 예비보고서
5. 실험 순서
6. 참고 문헌

본문내용

1. 실험명
실험 2. Boost 컨버터 실험

2. 실험 개요
Boost 컨버터는 DC/DC 컨버터의 일종으로서 입력전압보다 높은 DC 출력전압을 얻을 수 있는 장점이 있다. 본 실험에서는 Boost 컨버터의 기본적인 동작원리를 고찰하고 실제 부품을 사용하여 회로를 구성하여 동작시켜 본다. PWM duty에 따른 스위치 동작 및 인덕터 전류, 커패시터 전압 등 다양한 지점의 파형을 관찰하고 이론값과 차이점을 찾아본다. 이를 통해 기본적인 전력변환회로의 설계와 동작 및 시험 방법에 관하여 익힌다.

3. 실험 준비
-전력용 MOSFET
본 실험에서 주 스위칭 소자로는 그림2.2와 같은 전력용 MOSFET인 IRF540이 사용되었다. 이 소자는 100V의 Vds 정격을 가지고 있으며 Rds는 약 26.5mΩ이다. 이를 구동하기 위해서는 표2.1에 나타난 것과 같이 최소 2V이상의 Vgs를 인가해야 한다.

MOSFET의 source전압이 스위칭 상태에 따라 변동하는 Buck converter와 달리 Boost converter는 source가 GND에 고정되어 있어 gate신호를 생성하기 용이하다. 본 실험에서는 gate를 구동하기 위해 그림 2.3과 같은 74F125소자를 이용하였다.

이 Buffer를 이용하여 MOSFET을 구동하기 위해서는 1개만 사용하면 되고, 1번 핀을 GND에 연결하고 2번핀에 최대값의 크기가 2.5~10V인 PWM 신호를 인가해야 한다. 출력되는 gate 신호는 3번 핀을 통하여 나오게 된다.
Boost 컨버터는 무부하시 인덕터 전류가 불연속 조건이 되면, 아래식이 성립하지 않고 매우 높은 VO을 출력한다.

VO = VG / (1 – D)
따라서 무부하 제어 시 높은 VO이 출력되지 않도록 조심해야 하고, 본 실험에서는 기본적인 동작원리만 다루기 때문에 20Ω의 부하저항을 미리 장착한다.

참고자료

· 광운대학교 전기공학과, 전기공학실험, 6-15p.
· OpenAI. (2024). ChatGPT (3.5 버전) [Large language model]. https://chat.openai.com