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데드 타임(Dead Time) / 제어 및 보호 기법 1. 데드 타임(Dead Time) 이란? 전력전자 또는 전력반도체 스위치를 사용하는 전력변환 시스템에서 데드 타임(Dead Time)이란 시스템의 보호를 위한 가장 기본적인 기법이지만 제어 및 실무를 경험하지 못하였다면 생소할 수 있는 개념이다. 먼저 데드 타임이 무엇인지 한 문장으로 기술하자면 직렬 연결된 두 개의 전력반도체 스위치가 동시에 On-state가 되지 않도록 두 스위치에 인가하는 Off-state 시간이라고 할 수 있다. 좌측의 그림은 전력전자 분야에서 가장 기본적인 구조로 두 개의 전력반도체 스위치(Su, Sl)이 직렬 연결되어 극(pole), 상(leg) 등으로 칭해지는데 본 글에서는 해당 구조를 상(leg)로 정의한다. 상(leg)를 제어할 때에는 두 스위치가 동시에 On-state.. 2023. 12. 25.
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.
단상 Full-bridge 인버터 동작 원리 및 바이폴라(Bipolar), 유니폴라(Unipolar) PWM 제어 기법 / 인버터(Inverter) 본문에서는 인버터의 기초 Topology인 단상 Full-bridge 인버터에 대해서 이야기하도록 하겠습니다. [그림 1]은 단상 Full-bridge 인버터 Topology를 보여줍니다. 스위칭 소자 4개로 구성되어 있으며, S1과 S2가 직렬 연결되어 Left-leg를 구성하고 S3과 S4가 직렬 연결되어 Right-leg를 구성합니다. 직렬 연결된 스위치는 동시에 On-state가 될 경우 Short 되어 과전류 등의 문제를 야기하기 때문에 두 개가 Off되거나 하나만 On 되는 동작만 수행할 수 있습니다. Full-bridge 인버터의 동작 모드는 4개의 스위칭 소자의 상태에 따라 [그림 2], [그림 3], [그림 4], [그림 5]와 같이 분류됩니다. 출력 전압은 [식 1]과 같기 때문에 각 .. 2023. 10. 6.

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