전력전자 벅 컨버터 설계 프로젝트

소개

"전력전자 벅 컨버터 설계 프로젝트"에 대한 내용입니다.

목차

1. 벅 컨버터 회로의 동작 원리 이해
2. 모드 해석에 의한 인덕터 전류 리플 유도
3. 커패시터 전압리플 유도
4. 주어진 스펙을 이용한 L, C, 시비율, 동작 주파수 설계
5. 설계된 파라메타를 이용한 Pspice 시뮬레이션 결과 및 분석
6. 분석 및 재설계
7. 결론

본문내용

1. 벅 컨버터 회로의 동작 원리 이해

Buck converter는 입력전압에 대해 출력전압을 낮춰서 사용하기 위한 회로로써 강압형 컨버터, step-down converter라고도 부른다.

Buck converter는 [그림 1]과 같이 스위칭 소자가 빠른 주파수로 스위칭하며, LC필터를 거쳐 출력된다. Buck converter는 일반 선형 전원회로와는 다르게 다이오드가 연결되어 있으며, 다이오드는 스위치 소자가 빠르게 on/off 되었을 때 인덕터에 의해 발생되는 관성 전류가 빠져나갈 수 있게 해주는 역할을 한다. 입력전원을 일정 주기로 스위칭해 스위치가 켜져있는 동안 입력전원을 출력전원으로 내보내고 꺼져있는 동안 입력전원이 출력전원으로 못 가게 만들어 펄스를 만든다. 이 펄스를 LC회로를 거쳐 직류로 만든다. 이 방식을 Voltage-fed 방식이라고 하며 입력전압을 스위칭한 펄스의 평균전압을 출력하므로, 입력전압보다 출력전압이 더 낮아지게 된다. 빠른 주파수로 동작하기 때문에 쇼트키 다이오드(Schottky diode)나 Fast recovery diode를 사용한다.

회로 동작은 두 개의 모드로 나눌 수 있다. Buck converter의 동작 원리를 살펴보면 스위칭소자가 ON 상태일 때는 전류가 흐르게 되는데 LC회로에 의해 고주파 부분은 GND로 빠져 나가고 저주파 부분만 통과하게 된다. 스위칭소자가 OFF 상태가 될 때는 LC회로에 의해 전류가 더디게 감소한다. 결과적으로 약간의 전류 리플은 존재하겠지만 구형파를 DC전압이 나올 수 있게 해주는 동작을 한다.

< 중 략 >

7. 결론
파라미터 설계후 시뮬레이션결과 출력전압은 설계조건을 만족하였지만 출력전압과 출력 전압리플이 약간의 오차를 가지고있어 오차를 줄이기 위한 방법으로 시비율과 커패시터를 변경해보았다.

참고자료

· 없음