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 스위치의 ON/OFF동작에 따라 Pulse형의 전압이 지속적으로 LC회로에 가해진다고 볼 수 있겠습니다.
물론 실제로는

스너버 유무에 따라 스위치에 걸리는 전압의 대략적인 파형을 위에 보였습니다. 스너버가 있을 때 링잉이 줄어든 것을 확인할 수 있습니다.
스너버는 간단한 Damping회로입니다. 스너버의
정리하자면, 회로의 기생 성분에 의한 LC oscillation이 발생하는데 스너버를 통해 Damping요소를 추가할 수 있는 것입니다. 게다가 구조도 간단하기 때문에 스너버 설계는
그림 각 소자값을 계산하는 방법을 알아봅시다. 먼저
1. 첫번째는 전달함수와 Q-factor를 고려한 방법입니다.
그렇기 때문에 고주파에서

그렇다면 입력과 스너버 양단 노드간의 관계를 전달함수
2차 시스템의 Generic form과 비교합니다. (가독성 때문에 아래첨자는 생략했습니다)
따라서 시스템의 Q-factor는
스너버 설계에서는 링잉의 빠른 settling과 효과적인 에너지 소모를 위해
따라서
2. 두번째는 임피던스 매칭의 관점입니다.
LC회로의 특성 임피던스와 같은 값으로 스너버 임피던스를 맞춰주는 것인데요.

LC필터의 특성 임피던스
최대 전력 전달과 반사파 억제 효과를 위해 임피던스 매칭이 활용되는데요, 스너버 설계에도 동일하게 적용될 수 있으며 첫번째 방법과 같은
스위치 ON/OFF에 따라
한 주기에 충전과 방전 총 두 과정을 거치므로 한 주기당 소모하는 에너지는
앞서 회로의 간단화를 위해
Large
Small
즉
오늘은 RC스너버 회로와 그 설계에 대해 알아보았는데요. 제가 참고한 자료도 첨부해놓도록 하겠습니다.
이번 포스팅도 읽어주셔서 감사합니다!!
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