브랜디 스페이스

아래의 포스팅에서 설명하듯이 3상 다이오드 정류기는 상당한 양의 전류 고조파와 높은 THD를 갖게 됩니다. 2024.08.11 - [전력전자] - 정류기 전류 고조파 발생원리 정류기 전류 고조파 발생원리안녕하세요 Brandy입니다. 이번 포스팅에서는 단상 및 3상 정류기의 전류 고조파 발생 원인에 대해 알아보도록 하겠습니다.  정류기(Rectifier)는 주기적으로 방향과 크기가 바뀌는 교류(AC)를 일정brandy2000.tistory.com     해당 포스팅에서 설명했듯이, 위 파형은 3상 다이오드 정류기에서 한 상의 입력 전압과 전류 파형입니다. 딱 봐도 전류가 전압에 비해 많이 왜곡된 것을 확인할 수 있습니다. 그리고 3상 정류기의 문제점을 보완하기 위해서 3상 정류기 두개를 직/병렬 연결한 6..

안녕하세요 Brandy입니다. 오늘은 다이오드의 병렬 및 직렬 연결이 어떻게 사용되는지 알아보겠습니다.  Current sharing이라는 개념이 있습니다.   간단하게 회로 두개를 병렬로 연결하면 정격 전류를 두배까지 늘릴 수 있는데요. 필요한 전류를 회로 두개가 나눠 갖기 때문에 각 회로의 정격을 합한 전류를 사용 가능한 것이죠. 제가 옛날부터 궁금했던것이 다이오드의 Current sharing이었습니다. 얼핏 봐서는 간단해 보이지만 다이오드 병렬 연결이 많이 위험하다는 얘기를 들어서요, 관련해서 이번에 좀 찾아보고 정리를 해봤습니다. 이번 포스팅에서는 다이오드의 병렬 연결을 통한 Current sharing과 추가로 직렬 연결을 통한 Voltage dividing에 대해 공부한 내용을 공유하도록 하..

안녕하세요 Brandy입니다. 오늘은 차동 및 공통 노이즈의 개념과 회로 레벨에서의 저감 대책에 대해 알아보겠습니다. 회로 도선을 따라 흐르는 전도 노이즈는 전도 방법에 따라 및 차동 모드 노이즈(Differential Mode Noise)와 공통 모드 노이즈(Common Mode Noise)로 구분합니다.    차동 모드 노이즈는 가장 익숙한 형태의 노이즈일 것 같습니다. 모든 전류(신호)는 Source에서 출발해서 다시 Source로 돌아와야 합니다. 회로 내부에 모종의 Noise source가 발생한다면 회로를 타고 다시 Noise source로 돌아오게 됩니다. 이 때 "전원단 기준"으로 Noise가 들어가는 방향과 돌아오는 방향이 반대이기 때문에 차동(Differential) 모드 노이즈라고 부..

안녕하세요 Brandy입니다. 오늘은 굉장히 간단하면서도 효과적인 RC스너버 회로와 그 설계에 대해 알아보겠습니다.   DC컨버터의 스위칭 과정에서는 의도치 않은 노이즈가 발생합니다. 특히 기생 LC성분으로 인한 링잉(Ringing, LC oscillation noise)이 노이즈의 많은 부분을 차지할 수 있는데요. 이는 스위치 소자의 기생 커패시턴스와 회로의 기생 인덕턴스 성분에 의해 야기됩니다.  예를 들어 모스펫의 기생 커패시턴스는 주로 Output capacitance에 의해, 다이오드는 Junction capacitance에 의해 형성됩니다. 회로의 기생 인덕턴스는 wire stray inductance에 의해 발생합니다.   그렇기 때문에 위의 벅 컨버터 예시에서도 보이듯이, 컨버터에서는 스위..

안녕하세요 Brandy입니다. 이번 포스팅에서는 단상 및 3상 정류기의 전류 고조파 발생 원인에 대해 알아보도록 하겠습니다.  정류기(Rectifier)는 주기적으로 방향과 크기가 바뀌는 교류(AC)를 일정한 방향과 크기의 직류(DC)로 변환하는 장치입니다. 정류기는 전류를 한 방향으로 고정하는 다이오드 브릿지와 안정적인 직류값을 유지하기 위한 평활 커패시터로 구성됩니다.  그런데 여기서 단순 정류기의 문제는, 입력 전류 파형이 입력 전압 파형과 비교해 왜곡된다는 것에 있습니다. 한번 단상 정류기의 예를 확인해보죠.   위의 단상 정류기에서 입력 전압 $V_{in}$과 입력 전류 $I_{in}$로 설정합니다. 그리고 역률(Power Factor, PF)은 다음과 같이 정의합니다. \[PF = \frac{..

PWM(Pulse-Width Modulation)제어의 개념과 실제 회로 구현법을 알아봅시다. 안녕하세요 Brandy입니다. 오늘은 PWM제어가 무엇인지, PWM제어는 어떤 소자들을 통해 실제로 구현할 수 있는지 공부해보겠습니다. PWM의 아이디어는, 스위칭 동작을 통해 고정된 직류값을 조절해보자는데서 출발합니다.  위와 같이 스위칭을 반복하면 전달되는 "평균 전압"을 조절할 수 있습니다. 5V 직류 입력의 평균값이 듀티비(Duty Cycle / Duty Ratio) 에 따라 변화함을 확인할 수 있습니다. 듀티비는 펄스를 만들었을 때 한 주기동안 ON 상태가 차지하는 시간 비율을 의미합니다. 즉 듀티비의 조절이 곧 펄스의 폭(Width)조절을 의미하기 때문에 Pulse-Width Modulation이라고..

오늘은 DC컨버터의 전압 제어 모드에 대해 알아보겠습니다. 안녕하세요 Brandy입니다. DC컨버터의 기본 원리와 토폴로지들을 공부하고 나면 다음 단계(아주 거대한..)가 남아있습니다.  바로 컨버터의 피드백 루프인데요.   이렇게 벅 컨버터에 op amp회로가 붙어있는 것을 보실 수 있습니다!! Voltage feedback circuit이라고 적혀 있습니다. 즉 위와 같이 출력 전압을 제어하기 위해서 기본 컨버터 토폴로지에 feedback 회로를 추가하게 됩니다. 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 맞..

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..  일단 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? RMS는 "평균적으로 공급되는 양"을 알려줍니다. 그런데 중요한 것은!! 여기서 "평균적으로 공급되는 양"은 전력의 양을 의미한다는 것입니다.     일례로, 계산해보면 상수함수는 임..

풀업 및 풀다운 저항의 작동 방식과 실제 회로 구현방법을 알아봅시다.과전압 보호 회로를 통해 실제 풀업 저항과 트랜지스터가 어떻게 작동하는지 알아보겠습니다.  안녕하세요 Brandy입니다. 오늘은 간단하고도 중요한 풀업 / 풀다운 저항에 대해 알아보겠습니다. 스위치가 회로를 구성할 때 풀업 / 풀다운 저항이라고 불리는 저항이 같이 따라가게 됩니다.   흔히 이런 간단한 이미지로 표현을 하는데요. MCU는 Microcontroller Unit의 약자로써 High / Low 신호를 받아 동작합니다(마블 시네마틱 유니버스 아님!!).   풀업 / 풀다운 스위치는 플로팅(Floating) 현상을 방지하기 위한 장치인데요. 플로팅 현상은 입력 레벨이 확실하지 않아서 단자가 떠 있는(Floating) 상황을 의미합..