공진형 전원이란

[째임스]

공진형 전원(RST): 자파공진형 전원(Resonant-Switching Techniques)은 전원장치의 밀집도를 높이기 위한 수많은 노력

에도 불구하고 트랜스 등의 수동 소자의 사이즈를 줄이는데 한계가 있어 왔다. 왜냐하면 이들 수동 소자로 대표되는 트랜스

및 필터류의 크기를 줄이기 위하여 주파수를 올릴수록 스위칭 손실이 증가하여 반도체의 사용에 제한이 발생하여 고직접화

에 장애물이 되고 있었다. 이러한 스위칭 손실을 줄이기 위하여 공진형기술(Resonant-Switching Techniques)이 도입되게

되었다. 사인파 형태로 동작하는 이 기술로 인하여 스위칭손실 및 노이즈가 획기적으로 개선되는 기회를 맞이하게 되었다.

여러가지 공진형 회로의 방식툴 중에서 LC 직렬 공진형이 가장 간단하고 많이 사용하는 회로인데, 정류-부하 연결이 LC

공진 네트에 직렬로 구성되어 있는데 이러한 경우 공진네트가 과부하전압 분배기와 같은 작용을 한다.

구동전압Vd의 주파수를 변경하여 공진네트의 임피던스를 가변시킨다. 입력전압은 이 임피던스와 반동부하 사이에서 나누어

지고 전압 분배기 역할을 하는 원리로 인하여 LC 직렬 공진형 컨버터의 직류이득은 항상<1이 된다. 경부하상태에서 부하측

임피던스는 공진네트에 비하여 매우 크게되어 입력의 대부분의 전압은 부하에 걸리게 된다. 이는 곧 출력이 경부하시에는

전압의 안정화를 매우 어렵게 하여 이론적으로는 출력 무부하시 저압을 유지하기 위하여 주파수를 무한대로 올려야 한다.

이러한 한계를 극복하기 위하여 LLC 공진전원이 개발되었는데 이것은 LC공진전원을 변경하여 1차 인덕턴스 사이에 션트

인덕터를 병렬로 배치한 것이다. 처음 이 이론이 도입되었을 때 별로 관심을 얻지 못했는데 그 이유는 이 션트인덕터를 삽

입하여 회로동작에는 도입이 될지 모르지만 높은 입력 전압에서는 효율을 높이는 것이 컨덕션 손실보다 스위칭 손실을 줄

여야 하는것이 더욱 효과적이라는 것 때문이다.

실질적으로 션트인덕터는 트랜스의 자화인덕턴스(Magnetizing inductance)를 이용하게 되어 회로 설계 도면에서는 마치

LC 직렬공진형과 같은 것 처럼 보인다. 한편 직렬 공진형에서는 자화인덕턴스가 LC 직렬공진 인덕턴스(Lr)보다 훨씬 크

지만, LLC 공진회로의 자화인덕턴스는 Lr보다 단지 3~8배 정도인데 이는 트랜스의 에어캡으로 구성이 가능하다.

LLC 공진전원은 일반적인 직렬공진회로에 비해서 여러가지의 장점이 있는데 스위칭주파수를 조금만 변동시켜도 입출력의

변동에 대하여 전압 안정도를 유지 할 수 있다는 것과 모든 영역에서도 영전압 스위칭이 가능하다는 것이다. 그리고 트랜스

등의 기보넉인 구성을 활용하여 최적화된 회로로서 구성이 단순화 된다는 것이다.

※모든 용어를 한번에 정의 할 수 없음을 양해 바라며 해당 정보가 맞지 않을 수 있으니 참고만 바랍니다.