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DC-DC Converter5

3-Level Buck Converter / DC-DC Converter 1. 개발 배경 기존 Buck 컨버터는 스위칭 소자의 On / Off 상태에 따라 인덕터 전압이 2-Level ('Vin - Vout', '- Vout' )로 나타나는 2-Level 컨버터이다. Buck 컨버터는 감압형 DC-DC 컨버터이므로 'Vin - Vout' 관계가 항상 성립하기 때문에 2-Level Buck 컨버터에서 인덕터 전류가 증가하는 양(+)전압 레벨과 감소하는 음(-)전압 레벨은 항상 고정되어 있게 된다. 인덕터 전류는 좌측 식과 같이 인덕터 전압(vL)과 인덕턴스(L)에 의해 결정된다. 그러므로 이미 인덕터 전압이 고정된 2-Level Buck 컨버터에서 전류 리플 값을 저감하기 위해서는 인덕턴스를 증가시켜야만 한다. 그러나 인덕턴스가 증가시키기 위해서는 이와 비례하게 인덕터 부피 및.. 2023. 10. 28.
비반전 Buck-Boost 컨버터 / DC-DC 컨버터 주파수, 진폭, 위상 등 여러 특성을 갖는 교류(Alternating Current, AC)와 달리 직류(Direct Current, DC)는 크기만 가지고 있기 때문에 DC-DC 컨버터는 크게 감압형(Vin > Vout), 승압형(Vin < Vout), 승/감압형 3가지로 크게 분류가 가능하다. 이 중 승/감압형 DC-DC 컨버터는 입력전압이 출력전압만 커야만 하는 감압형 DC-DC 컨버터, 작아야만 하는 승압형 DC-DC 컨버터와 달리 비교적 넓은 입력 전압 범위를 사용할 수 있는 장점을 갖는다. 승/감압형 DC-DC 컨버터의 기초적인 회로인 Buck-Boost 컨버터는 각 1개씩의 인덕터, 다이오드, 스위칭 소자(IGBT, MOSFET 등)로 승압과 감압 동작을 전부 수행이 가능하다. 그러나 구조상.. 2023. 10. 13.
Zeta 컨버터 동작 원리 / DC-DC 컨버터 본문에서는 Zeta 컨버터에 대해서 이야기 해보겠습니다. Zeta 컨버터는 SEPIC과 구성요소가 동일하지만 출력 전류가 연속적이라는 장점을 가지고 있습니다. (Filter Capacitor인 Cout이 없을 경우 SEPIC은 Diode가 동작 모드에 따라 On/Off를 반복하기 때문에 불연속적이며, Zeta의 경우 인덕터가 전류 Path 구조 상 출력 바로 직전에 위치해 있기 때문에 전류가 연속적으로 도통됩니다.) 이제 Zeta 컨버터에 대해서 본격적으로 살펴보도록 하겠습니다. [그림 1]은 Zeta 컨버터의 Topology를 보여줍니다. Topology 상에서 제어할 수 있는 능동소자는 스위칭 소자 S 밖에 없기 때문에 S의 Turn-On 비율인 Duty비를 이용하여 입/출력 전압비를 제어하게 됩니다.. 2023. 10. 3.
SEPIC (Single Ended Primary Inductor Converter) 동작 원리 / DC-DC 컨버터 본문에서는 SEPIC 에 대해서 알아보도록 하겠습니다. Buck, Boost, Buck-Boost 와 달리 SEPIC에서는 Capacitor가 전력변환 동작을 수행하는 구성요소로 포함이 됩니다. 그만큼 Topology를 이해하는데 상대적으로 어려울 수 있습니다만 지금부터 차근차근 이야기 해보도록 하겠습니다. [그림 1]은 SEPIC의 기본 Topology를 보여줍니다. Filter Capacitor인 Cout을 제외하면 SEPIC의 구성요소는 인덕터(L1, L2) 2개 / 커패시터(Cs) 1개 / 스위칭 소자(S) 1개 / 다이오드(D) 1개입니다. Buck / Boost / Buck-Boost 컨버터들보다 구성요소가 더 많죠, 결국에 구성요소가 많다는 것은 제어도 복잡해지고 더 비싸진다는 뜻이 됩니다... 2023. 10. 3.

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