브랜디 스페이스

벅 컨버터 전압 제어 모드 (Voltage control mode)

오늘은 DC컨버터의 전압 제어 모드에 대해 알아보겠습니다. 안녕하세요 Brandy입니다. DC컨버터의 기본 원리와 토폴로지들을 공부하고 나면 다음 단계가 남아있습니다.  바로 컨버터의 피드백 루프인데요. 요렇게 벅 컨버터에 op amp가 붙어있는 것을 보실 수 있습니다!! Voltage feedback circuit이라고 적혀있네요. 위와 같이 출력 전압을 제어하기 위해서, 기본 컨버터 토폴로지에 피드백 회로를 추가할 수 있습니다.  벅 컨버터는 PWM의 듀티비에 따라 출력 전압이 변동합니다. 입출력 전압 관계는 $V_{out} = DV_{in}$으로 표현되는데요. 컨버터가 동작하는 과정에서 입력 전압 변동이나 부하 변동 등의 외란이 발생할 수 있습니다. 이런 외란에 맞서 출력 전압이 출력 지령값 $V_..

오늘은 Practical 변압기를 이해하기 위한 필수적인 요소인 자화 인덕턴스(magnetizing inductance)에 대해 알아보겠습니다.  변압기에 대한 개념 자체는 중학생때부터 배우는 것으로 기억합니다. 교류전압을 변압하는 장치로써 간단하게 양쪽의 권수 비에 의해 변압이 된다고 배웠는데요. 사실 변압기의 역할 자체는 직관적이고 전압 비를 계산하는것도 어렵지 않습니다. 하지만 변압기는 굉장히 복잡한 장치입니다 공부할수록 끝이 없어요..  특히 그림 왼쪽의 ideal transformer가 변압기의 가장 간단한 등가 회로인데요. 1차측(Primary side)와 2차측(Second side)의 전압 및 권선비가 동일하다는 것, 즉 $\frac{V_{p}}{V_{s}} = \frac{N_{p}}{N_..

RMS의 실질적인 의미를 알아보자! RMS를 왜 계산하고 사용하는가? 교류 AC전압을 처음 배울 때 RMS라는 개념이 등장합니다. RMS는 Root Mean Square의 약자입니다.   구하는 식은 꽤나 직관적입니다. 말 그대로 Root (of) Mean (of) Square라고 할 수 있겠는데요. 제곱의 / 평균의 / 루트입니다. (of)의 존재를 의식하면 식 외우기도 간편합니다. 그런데 RMS의 공식 자체는 쉽지만 이것이 왜 중요한지는 잘 알려주지 않는 것 같습니다. 그러면 왜 교류를 배우는데 RMS를 알아야 했는가? RMS를 흔히들 "평균적으로 공급되는 양"이라고 소개합니다.     일례로, 계산해보면 상수함수는 임의의 구간에서 평균과 RMS값이 동일합니다. 해당 상수값이 $K$라면 그대로 $K$..

스위치를 구동할 때 풀업 풀다운 저항을 달게 됩니다. 흔히 이런 간단한 이미지로 표현을 하는데요. MCU는 microcontroller unit의 약자로써 신호를 받아 동작합니다(마블 시네마틱 유니버스 아님!!). 풀업 저항은 위와 같이 동작합니다. 스위치가 OFF이면 5V신호가 저항을 거쳐 MCU로 바로 인가되는데요. 이 때 풀업 저항에 의한 전압 강하가 발생하지만 MCU의 입력 임피던스인 $R_{in}$이 워낙 큰 값이기에 전압 강하는 거의 무시할 만한 양입니다. 스위치가 ON이면 MCU는 ground와 바로 연결되어 0V 신호가 인가되게 됩니다. 그리고 전류는 $\frac{5}{R}$만큼 흐르게 되겠네요. 사실 위에서 풀업 저항이 없어도 플로팅 현상의 방지는 가능하나 저항이 없으면 스위치 ON일때 ..

컨버터의 소프트 스위칭 기법 중 하나인 ZVS에 대해 알아보자.  안녕하세요 Brandy입니다. 오늘은 컨버터의 소프트 스위칭 기법 중 하나인 ZVS에 대해 알아보겠습니다. 컨버터 토폴로지에 스위치가 필요하면 대부분 MOSFET이 사용됩니다. MOSFET은 BJT에 비해 스위칭 속도가 빨라서 빠른 스위칭 주파수를 달성할 수 있고 전압 제어 소자인 MOSFET이 전류 제어 소자인 BJT보다 효율이 더 좋기 때문입니다.  그럼에도 스위칭을 하게 되면 스위칭 전력 손실(switching loss)이 발생하게 됩니다.  위처럼 스위치가 켜지고 꺼짐에 따라 스위치 양단의 전압과 전류가 변하게 되는데요. 전압과 전류의 교차 시점에서 $\scriptsize P = VI$로 표현되는 전력 손실이 발생할 수밖에 없습니다..

2023.12.18 - [전력전자] - Forward 컨버터 뿌수기 (1) Forward 컨버터 뿌수기 (1) 변압기 절연 컨버터 두번째 시리즈는 Forward 컨버터입니다. 첫번째 시리즈인 플라이백 컨버터는 해당 포스팅을 참고해주세요 (변압기 절연 컨버터 자체의 원리와 의의까지 포함) 2023.12.17 - [전력 brandy2000.tistory.com Forward 컨버터 뿌수기 두번째 시간입니다. 앞서 예고한대로 Forward 컨버터의 입출력 전압 전류 파형과 관련한 모든 공식을 다루는 시간입니다. 저번 시간에는 자화 인덕터 전류 $i_{m}$의 파형까지 도출을 해 놨었죠. 이제 입출력 전류 $i_{in}$과 $i_{out}$의 파형을 보려고 하는데요, Flyback 컨버터에서는 $i_{m}$의 ..

2023.12.17 - [전력전자] - Flyback converter 뿌수기 (1) - 변압기 절연 컨버터란 무엇인가 Flyback converter 뿌수기 (1) - 변압기 절연 컨버터란 무엇인가앞으로 2~3개의 게시물에 걸쳐 Flyback converter 뿌수기를 진행하겠습니다. 보통 전력전자 수업을 들으면 제일 먼저 배우는 세가지 스위칭 DC 컨버터 토폴로지가 있습니다. Buck, Boost, Buck-Boost 이렇게brandy2000.tistory.com  짜잔 Flyback 컨버터 뿌수기 두번째 포스팅입니다. 1편에서는 자화 인덕터의 동작을 중심으로 변압기 절연 컨버터라는 토폴로지 자체의 원리를 알아보았는데요. 이제 수식을 좀 써서 Flyback 컨버터의 입출력 전압 전류 파형과 공식을 유..

변압기 절연 컨버터 두번째 시리즈는 Forward 컨버터입니다. 첫번째 시리즈인 플라이백 컨버터는 해당 포스팅을 참고해주세요 (변압기 절연 컨버터 자체의 원리와 의의까지 포함) 2023.12.17 - [전력전자] - Flyback converter 뿌수기 (1) - 변압기 절연 컨버터란 무엇인가 Flyback converter 뿌수기 (1) - 변압기 절연 컨버터란 무엇인가 앞으로 2~3개의 게시물에 걸쳐 Flyback converter 뿌수기를 진행하겠습니다. 보통 전력전자 수업을 들으면 제일 먼저 배우는 세가지 스위칭 DC 컨버터 토폴로지가 있습니다. Buck, Boost, Buck-Boost 이렇게 brandy2000.tistory.com 플라이백 포스팅에서도 나오듯이 변압기 절연 컨버터의 핵심은 ..

앞으로 2~3개의 게시물에 걸쳐 Flyback converter 뿌수기를 진행하겠습니다. 보통 전력전자 수업을 들으면 제일 먼저 배우는 세가지 스위칭 DC 컨버터 토폴로지가 있습니다. Buck, Boost, Buck-Boost 이렇게 세 개가 있죠. 그리고 스위칭 컨버터를 배운 뒤에는 변압기를 활용한 변압기 절연 컨버터를 배우게 됩니다. Flyback이랑 Forward 두개를 배울 거에요. 토폴로지의 원리는 크게 바뀌지 않습니다. 기존 스위칭 컨버터에서 인덕터의 역할을 이제 변압기가 대체하게 된 일종의 진화형이라고 생각하시면 됩니다. 변압기는 인덕터와 동일하게 에너지를 저장했다가 방출하면서도 전기적 절연을 통해 안전성을 높일 수 있는데요. (변압기 자체가 인덕터 두개 엮어논 것) 입력-출력 전압 관계는 ..

모스펫의 body diode에 대해서 알아봅시다. https://electronics.stackexchange.com/questions/389406/how-should-i-understand-the-intrinsic-body-diode-inside-a-mosfet How should I understand the intrinsic body diode inside a MOSFET? I know there is an intrinsic body diode inside all the MOSFETs, but I'm confused about the reason why it's there. I've searched the articles but can't find a good explanation for it. C..