개인구독
소속 기관이 없으신 경우, 개인 정기구독을 하시면 저렴하게
논문을 무제한 열람 이용할 수 있어요.
지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 노정욱
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
이 논문의 연구 히스토리 (2)
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
최근 TV, 가전제품과 같은 전자제품의 안정성과 효율 향상을 위해 전원 장치에 대한 품질 기준이 세계적으로 정립되고, 이에 대한 규제가 강화되고 있다. 그 중 75W 이상의 전원 장치의 경우에는 역률 규제에 대응하고자 여러 형태의 역률개선회로(PFC : Power Factor Correction)가 채용되어 전력 변환회로에 적용되어 사용되고 있다.
일반적으로, 역률개선회로는 입력 전압과 입력 전류를 동상인 형태로 만들어 역률을 향상시키는 역할을 하며, 고조파 성분 및 라인 손실을 감소시키는 역할도 수행한다. 이에 따라 AC 전원을 인가할 경우, 역률개선회로와 DC/DC 컨버터를 결합하게 되어 2단 이상의 회로를 구성해야만 한다. 즉, 2개 이상의 능동 스위치가 독립적으로 사용되어야 하며, 각 회로마다 부수적인 제어 IC 및 구동 회로가 필요한 단점이 발생하게 된다. 또한, 트랜스포머, 인덕터와 같은 다수의 자성소자가 회로에 포함되기 때문에 회로 전체의 부피 및 원가가 상승하는 문제점도 존재한다.
본 논문에서는 위와 같은 문제를 해결하기 위해 역률개선회로를 삭제하면서 역률 및 고조파 전류 특성 보상이 가능한 회로 구현 방안을 제안한다. 제안 방안은 Flyback 컨버터 기반의 Adapter 모델 1종을 선정하였으며, 역률개선회로 없이 역률과 고조파 전류 특성을 향상하기 위해 Bulk Capacitor를 밸리필 정류기로 대체하였다. 또한, EMI Filter의 Choke 부에 CM/DM 통합형 Choke를 적용하고 누설 인덕턴스를 극대화시켜 상기 특성을 향상시켰다. 이를 통해, 역률개선회로 없이 역률과 고조파 전류 특성을 만족하며, 작은 부피를 갖는 “역률 개선 형 밸리필 Flyback 컨버터”를 구현하였다.
본 논문에서는 양산 신뢰성 검사 중 하나인 Short/Open Test를 통과하기 위한 회로 구현 방법에 대해서도 제안한다. 2개의 Capacitor로 이루어진 밸리필 정류기의 특성을 고려하고, 그 중 1개의 Capacitor가 Short 시 방폭 문제를 개선할 수 있는 방안을 제안한다. 결과적으로, 회로의 성능과 더불어 양산에 대한 실용적 설계 및 구현 방안을 나타내었다.
제안 역률 개선 형 밸리필 Flyback 컨버터의 실용적 설계 및 구현 방안의 타당성을 검증하기 위해, 78W 급 Flyback 컨버터의 이론적 해석 및 모의실험을 수행하였다. 또한, 78W 급 Flyback 컨버터 기반의 Adapter 시작품 제작 및 실험 결과를 제시하였다. 이를 통해, 기존 역률개선회로를 적용한 Adapter에 비해 부피를 줄이면서 동등한 성능이 보장됨을 검증하였다. 뿐만 아니라, Short/Open Test를 위한 부가 회로 설계를 통해 제안 회로의 양산 가능성을 확인하였다.
따라서 제안된 역률 개선 형 밸리필 Flyback 컨버터의 실용적 설계 및 구현 방안은 최근 트랜드인 더욱 가볍고, 더욱 작은 전원 장치 구현에 유용할 것으로 예상된다.
일반적으로, 역률개선회로는 입력 전압과 입력 전류를 동상인 형태로 만들어 역률을 향상시키는 역할을 하며, 고조파 성분 및 라인 손실을 감소시키는 역할도 수행한다. 이에 따라 AC 전원을 인가할 경우, 역률개선회로와 DC/DC 컨버터를 결합하게 되어 2단 이상의 회로를 구성해야만 한다. 즉, 2개 이상의 능동 스위치가 독립적으로 사용되어야 하며, 각 회로마다 부수적인 제어 IC 및 구동 회로가 필요한 단점이 발생하게 된다. 또한, 트랜스포머, 인덕터와 같은 다수의 자성소자가 회로에 포함되기 때문에 회로 전체의 부피 및 원가가 상승하는 문제점도 존재한다.
본 논문에서는 위와 같은 문제를 해결하기 위해 역률개선회로를 삭제하면서 역률 및 고조파 전류 특성 보상이 가능한 회로 구현 방안을 제안한다. 제안 방안은 Flyback 컨버터 기반의 Adapter 모델 1종을 선정하였으며, 역률개선회로 없이 역률과 고조파 전류 특성을 향상하기 위해 Bulk Capacitor를 밸리필 정류기로 대체하였다. 또한, EMI Filter의 Choke 부에 CM/DM 통합형 Choke를 적용하고 누설 인덕턴스를 극대화시켜 상기 특성을 향상시켰다. 이를 통해, 역률개선회로 없이 역률과 고조파 전류 특성을 만족하며, 작은 부피를 갖는 “역률 개선 형 밸리필 Flyback 컨버터”를 구현하였다.
본 논문에서는 양산 신뢰성 검사 중 하나인 Short/Open Test를 통과하기 위한 회로 구현 방법에 대해서도 제안한다. 2개의 Capacitor로 이루어진 밸리필 정류기의 특성을 고려하고, 그 중 1개의 Capacitor가 Short 시 방폭 문제를 개선할 수 있는 방안을 제안한다. 결과적으로, 회로의 성능과 더불어 양산에 대한 실용적 설계 및 구현 방안을 나타내었다.
제안 역률 개선 형 밸리필 Flyback 컨버터의 실용적 설계 및 구현 방안의 타당성을 검증하기 위해, 78W 급 Flyback 컨버터의 이론적 해석 및 모의실험을 수행하였다. 또한, 78W 급 Flyback 컨버터 기반의 Adapter 시작품 제작 및 실험 결과를 제시하였다. 이를 통해, 기존 역률개선회로를 적용한 Adapter에 비해 부피를 줄이면서 동등한 성능이 보장됨을 검증하였다. 뿐만 아니라, Short/Open Test를 위한 부가 회로 설계를 통해 제안 회로의 양산 가능성을 확인하였다.
따라서 제안된 역률 개선 형 밸리필 Flyback 컨버터의 실용적 설계 및 구현 방안은 최근 트랜드인 더욱 가볍고, 더욱 작은 전원 장치 구현에 유용할 것으로 예상된다.
목차
Ⅰ.서론 11.1연구 배경 11.2기존 78W Adapter의 구성 및 특징 분석 51.2.1기존 78W Adapter 회로의 구성 및 특징 51.2.2수동형 Filter를 적용한 Flyback 컨버터 회로 61.2.3밸리필 정류기를 적용한 Flyback 컨버터 회로 71.2.4Improved 밸리필 정류기를 적용한 Flyback 컨버터 회로 91.3기존 Capacitor 과전압 보호(OVP) 회로 11Ⅱ.저감된 DC Link Capacitor 부피를 갖는 역률 개선 Valley-Fill Flyback 컨버터 122.1역률 개선 기능을 갖는 Valley-Fill Flyback 컨버터 142.1.1역률 개선 기능을 갖는 밸리필 정류기 152.1.2밸리필 정류기 적용 Flyback 컨버터의 Turn 비 설정 172.1.3누설 인덕턴스 극대화를 위한 CM/DM 통합형 Choke 192.2밸리필 정류기의 과전압 보호(OVP) 회로 202.2.1밸리필 정류기의 과전압 보호(OVP) 회로 구성 212.2.2밸리필 정류기의 과전압 보호(OVP) 회로 설계 방안 222.3제안 회로의 PSIM 모의실험 252.3.1제안 회로의 78W 부하 시 모의실험 조건 및 결과 252.3.2밸리필 정류기의 과전압 보호(OVP) 회로 모의실험 결과 302.4제안 회로의 Prototype 제작 및 실험 결과 342.4.1제안 78W Flyback 컨버터의 실험 결과 342.4.2제안 과전압 보호(OVP) 회로의 실험 결과 39Ⅲ.결론 42
최근 본 자료
댓글(0)
0