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2021.03.10 AC/DC

주요 부품 선정 : 전류 검출 저항 및 각 검출용 단자 관련 부품

SiC-MOSFET를 사용한 절연형 의사 공진 (Quasi-Resonant) 컨버터의 설계 사례

이번에는 전원 IC가 강압 및 안정화 제어를 실행하기 위해 각 검출용 단자에 필요한 부품에 대해 설명하겠습니다.

먼저, 전원 IC BD7682FJ의 검출용 단자 기능에 대해 확인하겠습니다. BD7682FJ는 FB 단자, ZT 단자, CS 단자를 통해 필요한 포인트를 모니터링함으로써, 강압 및 안정화 제어를 실행합니다.

FB (피드백 신호 입력) 단자는, 안정화 제어를 위해 2차측 출력전압을 포토 커플러를 통해 모니터링합니다. ZT (제로 전류 검출) 단자는 스위치 OFF 시 코일에 축적된 전력이 2차측 출력 콘덴서로 공급되어 공급 전류가 제로가 되었음을, VCC 권선에서 검출합니다. CS (1차측 전류 센스) 단자는 스위치 (MOSFET)의 전류를 모니터링함과 동시에 과전류 제한 기능도 가지고 있습니다.

전체적인 동작으로는, FB 단자와 CS 단자로 스위치 ON 시간을 제어하고, ZT 단자로 OFF를 제어합니다.

그럼, 각 단자에 필요한 부품에 대해 설명하겠습니다.

전류 검출 저항 : R19

R19는 스위칭 트랜지스터 Q1을 통해 1차측에 흐르는 전류를 전압으로 변환합니다. 이 전압은 CS 단자에서 모니터링하여, 출력의 과부하 보호 포인트를 설정합니다. R19의 값은 1차측의 최대 전류 Ippk (0.66A)가 흐를 때 CS 단자의 과전류 검출 전압 Vcs=1V가 되도록 합니다.

     → 1.5Ω으로 한다.

또한, R19의 손실 P_R19는 하기와 같습니다.

  

  

펄스 내성을 고려하여, R19는 1W 이상으로 합니다.

펄스 내성의 경우, 동일 전력정격에서도 저항의 구조 등에 따라 달라지는 경우가 있으므로, 사용하는 저항 메이커에 확인하여 주십시오.

CS 단자 노이즈 보호용 저항 및 콘덴서 : R22, C13

블랭킹 기능으로 노이즈가 충분히 억제되지 않는 경우, RC 필터를 추가합니다. 필터가 필요하지 않은 경우에도, 서지 대책으로서 R22 (1kΩ 정도)를 삽입하는 것을 권장합니다. C13은 47pF 정도입니다.

ZT 단자 전압 설정 저항 : R21

R21은 ZT 단자에서의 bottom 검출 전압을 설정합니다. ZT 단자에서의 bottom 검출 전압은 Vzt1=100mV typ. (ZT 단자 전압 강하 시), Vzt2=200mV typ. (ZT 단자 전압 상승 시)입니다. 또한, ZTOVP(min)=3.30V이므로 기준치로서 Vzt=1~3V 정도로 설정합니다. R20은 「과부하 보호 포인트의 전환 설정 저항」 편에서 100kΩ으로 설정하였습니다. 권선수는 「트랜스 T1의 설계 -제2장-」 편에서 산출한 바와 같이 Nd, Ns 모두 8턴입니다.

  로 설정하면,

     → 12kΩ으로 한다.

ZT 단자 콘덴서 : C11

C11은 ZT 단자의 안정용과 bottom 검출 타이밍 조정용 콘덴서입니다. ZT 단자 파형, bottom 검출 타이밍을 확인하여 설정합니다. 본 회로 예에서는 47pF을 선택하였습니다.

FB 단자 콘덴서 : C12

C12는 FB 단자의 안정용 콘덴서입니다. 권장치는 1000pF~0.01µF 정도입니다. 본 회로 예에서는 2200pF을 선택하였습니다.

키 포인트

・각 검출용 단자에 필요한 부품은 데이터시트 및 설계 매뉴얼에 따라 설정한다.

・검출용 단자에 노이즈가 유입되면 오동작 등의 원인이 되므로, 콘덴서나 RC 필터의 추가를 검토한다.

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