포워드, 플라이백컨버터 Prof. ByoungKuk ee, Ph.D. Energy echaronics ab. chool of Informaion and Communicaion Eng. ungkyunkwan Universiy Tel: 823299458 Fax: 823299462 hp://seml.skku.ac.kr E: bkleeskku@skku.edu
Forward Converer 2 / 20 Ideal Circui Buck Converer 와유사 : T 일정하게, D 조절하여제어 ON V s =0, V T = V T2 =n *V T D: Forward bias, D2: Reverse bias v n v n v D2 T i N2 n N OFF D:Reverse bias, D2:Forward bias Freewheeling V =V O V D2 는 Buck Converer전압에 n 배 : n D i v i c D 2 vd2 C R v v o T v T2 N V o Gv n D Vi ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
변압기등가회로 : 자화인덕턴스 3 / 20 Equivalen Circui of Transformer agneizing Inducance 실제변압기특성고려 OFF 시 에축적된에너지방출시킬수있는회로필요 Rese winding N Rese circui 없다면, di V d 에의하여스위치파괴 Ideal Transformer Pracical Transformer ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
Forward 컨버터의실제적인구성 4 / 20 Pracical Circui Rese winding or Demagneizing winding agneizing Inducance v 2 N 3 D i i 2 i v i c D v v 2 2 vd2 C R v o N i 자화인덕터전류의상승억제 : N 3 Turn ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
Forward 컨버터의등가회로 5 / 20 ode Analysis v 2 N 3 D i i i 2 i v i c v v 2 D 2 vd2 C R v o N v 2 N 3 v 2 N 3 D i i i 2 i v i c v v 2 D 2 vd2 C R v o N D i i i 2 i v i c v v 2 D 2 vd2 C R v o N ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
자화인덕터전류 (I) 6 / 20 v D2 ode Analysis N i i Vi I AX Vi DT v i ni N V N I, N V N I 2 2 2 2 i i i s n i Vi /n 3 i I AX v 2 N 3 D i i i 2 i v i c v v 2 D 2 vd2 C R v o N i n I I AX n I 0 DT I AX /n 3 DT T ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
자화인덕터전류 (II) 7 / 20 ode Analysis v D2 N i v v 3 V v Vi i IAX ( DT ) n where, n i Vi n 3 3 N N 3 3 v /n 3 i I AX v 3 N 3 D i i i 2 i v i c v v 2 D 2 vd2 C R v o N i n I I AX n I DT I AX /n 3 DT T ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
자화인덕터전류 (III) 8 / 20 ode Analysis v D2 N i 차측은아무런동작을하지않음 인덕터및커패시터에저장된에너지가부하로전달됨 v /n 3 i I AX v 2 N 3 i D i 2 i i v i c v v 2 D 2 vd2 C R v o N T T i n I I AX n I I AX /n 3 DT T ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
자화인덕터전류평형조건 9 / 20 ode Analysis I Vi i IAX ( DT ) 0 이므로, n AX Vi DT Vi i IAX ( DT ) n where, n 3 DT N N n3 I V n3 DT V i 3 i DT n DT ( n ) DT 3 위식으로부터 의전류가 0 이되는시간 을구하면 3 AX ViDT 3 3 D max v n v i v o n v o i I max I min T 3 DT 전류평형상태유지를위해서 WOFF (D)T agneizing Inducance 는반드시 0 이되어야함 T ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
인덕터전류 (I) 0 / 20 ode Analysis Buck Converer 와차이점 입력전압에변압기권선비가 v n v i v o 곱해져 2차측으로전달됨 자화인덕터전류만추가됨 di nv i v0 d nvi V0 i Imin v 2 N 3 D i i i 2 i v i c v v 2 D 2 vd2 C R v o N 0 DT v o i I max I min DT T ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
인덕터전류 (II) / 20 ode Analysis v n v i v o V0 i ( DT) I V I 0 I 0 R V D T I I 0( ) max 2 V D T I I 0( ) min 2 V 0 nd max v 2 N 3 v 2 N 3 D i i i 2 i v i c v v 2 D 2 vd2 C R v o N D i i i 2 i v i c v v 2 D 2 vd2 C R v o N v o i I max DT T I min DT T ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
커패시터전압 2 / 20 Capacior Ripple Analysis 리플전압을 Buck 컨버터에서 Turn 비 n 만고려해주어계산 v n DV 0 0 v I 0 max C 2 ( I C I min max I max I I 2 min min ) T 8 T 2 V0 ( D) DT Vi n ( D) DT v 2 N 3 D i i i 2 i v i c D v v 2 2 vd2 C R v o N ndvi ( D) T v0 C 8 2 ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
3 / 20 설계고려사항및단점 Forward Converer 의설계시주의사항 Demagneizing winding 큰전압절연요구사항 leakage flux 를줄이기위해 Primary winding 과 bifilar winding 한다. Demagneizing winding 에흐르는전류가최대한작아야한다. source 쪽으로흐르는전류의최소화 Forward converer 의단점 스위치에걸리는전압이크다 ource 측으로역전류가흐른다. ource 에서나오는에너지의효율이떨어진다. ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
imulaion Ideal (I) 4 / 20 Ideal Forward Converer 입력 00V 게이트신호 00kHz D=0.5 권선비 n =4 =50uH C=00uF R= 0ohms ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
imulaion Ideal (II) 5 / 20 imulaion Gae 신호 변압기 2 차측전압 ON OFF 인덕터전류 다이오드전류 ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
imulaion Ideal (III) 6 / 20 imulaion 입력전압 변압기 2 차측전압 ON OFF 출력전압 ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
imulaion Pracical (I) 7 / 20 Ideal Forward Converer 입력 50V D=0.4 m=.3mh N: N2 24:6 N: N3 24:5 ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
imulaion Pracical (II) 8 / 20 imulaion Gae 신호 ON OFF 변압기 차측전압 스위치전압 스위치전류 다이오드전류 ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
imulaion Pracical (III) 9 / 20 imulaion Gae 신호 ON OFF 변압기 2 차측전압 다이오드 2 전압 다이오드 전압 ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.
imulaion Pracical (Ⅳ) 20 / 20 imulaion 입력전압 다이오드 2 전압 인덕터전압 ON OFF 인덕터전류 출력전압 ungkyunkwan Univ., Energy echaronics ab.