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2019.11.20 AC/DC

절연형 플라이백 컨버터의 기본 : 플라이백 컨버터의 동작과 스너버

AC/DC PWM 방식 플라이백 컨버터 설계 방법

플라이백 컨버터의 동작에 대해 조금 더 자세하게 설명하겠습니다. 오른쪽 회로는 PWM 제어의 플라이백 컨버터로, 연속 모드 동작입니다.

먼저 MOSFET가 ON되면, 트랜스의 극성이 반대이므로 트랜스의 1차측 권선에 전류가 흘러, 에너지가 축적됩니다. 이때, 다이오드는 OFF됩니다. 다음으로 MOSFET가 OFF되면, 축적된 에너지가 트랜스의 2차측 권선에서 다이오드를 통해 출력되고, 정류 및 평활을 통해 DC 전압을 생성합니다.

이러한 동작과 각 부분의 전압, 전류 파형을 하기와 같이 정리하였습니다.

3A_flyback_wave

  1. MOSFET가 ON되면, 트랜스의 1차측 권선에 전류가 흘러, 에너지가 축적된다. 이때, 다이오드는 OFF.
  2. MOSFET가 OFF되면, 축적된 에너지가 트랜스의 2차측 권선에서 다이오드를 통해 출력된다.

・스너버 회로
플라이백 방식에서는 트랜스의 코어에 갭을 내어 사용하기 때문에 누설 자속이 증가하여, 누설 인덕턴스가 발생합니다. 이러한 누설 인덕턴스에도 스위칭 전류가 흘러 에너지가 축적되지만, 다른 권선과 결합되어 있지 않기 때문에 전력이 넘어가지 못하고, 서지 전압이 발생하여 MOSFET의 드레인-소스 사이에 인가됩니다. 상기 Vds 파형에서도 이러한 내용을 알 수 있습니다. 발생하는 서지 전압이 MOSFET의 내압을 넘으면, MOSFET가 파괴될 가능성이 있습니다. 이를 방지하기 위해 스너버 회로를 추가하여 서지 전압을 억제합니다. 상기 회로도의 1차측에 있는, 저항, 다이오드, 콘덴서로 구성된 회로가 스너버 회로입니다. 플라이백 컨버터에서는, 스너버 회로가 기본적으로 필요한 회로임을 기억하여 주십시오.

키 포인트

・기본 동작과 전류, 전압 파형을 이해한다.

・스너버는 기본적으로 필요하다.

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