전원 설계 기술 정보 사이트

기술 자료 다운로드

2021.12.08 시뮬레이션

PFC 회로의 최적화 : 정리

PFC 회로의 최적화

지금까지 PFC 회로에서 여러 조건 변경 시의 대처법, 그리고 중요한 파라미터의 검토 및 조정 포인트와 방법에 대해 설명했습니다. 회로 설계나 개정 작업에 있어서 조건의 변경 및 평가는 이론상의 계산과 더불어 하드웨어를 사용한 작업이 필요합니다. 그러나, 하드웨어에서의 평가는 많은 시간과 비용이 소요될 뿐만 아니라, 조건에 따라서는 불가능한 경우도 있습니다. 이러한 점에서, 회로 시뮬레이션의 이용은 설계 및 평가 작업에서 유효한 수단임이 분명합니다. 최종적으로는 실제 기기에서 평가가 필요하지만, 그 전에 공수와 시간을 절약할 수 있다는 점이 시뮬레이션의 메리트입니다.
하기에 본 테마의 각 포인트를 정리하였습니다.

PFC 회로의 최적화 : 서론

키 포인트:

・ROHM Solution Simulator는 MyROHM에 등록하는 것만으로 이용 가능한 Web 시뮬레이션 툴이다.

・ROHM Solution Simulator에는 회로 동작의 시뮬레이션용으로 Solution Circuit이 제공된다.

・Solution Circuit은 현재, Power Device Solution Circuit과 ICs Solution Circuit의 두가지 카테고리로 구분되어 있다.

Solution Circuit의 PFC 시뮬레이션 회로

키 포인트:

・ROHM Solution Simulator 페이지에는 시뮬레이션 관련 정보가 게재되어 있으며, 각종 시뮬레이션 기동이 가능하다.

・검토할 제품이 정해져 있는 경우에는, 해당 제품 페이지에서 직접 이용 가능한 시뮬레이션 회로에 접속 가능하다.

PFC 회로 : 인덕턴스 조정

키 포인트:

・PFC CCM 회로에서 동작 조건을 변경할 때, 인덕턴스 조정을 통해 인덕터 전류의 리플률을 적정화하는 예.

・적정 리플률이 되는 인덕턴스를 산출하고, 시뮬레이션을 실시하여 검증한다.

PFC 회로 : 스위칭 주파수 조정

키 포인트:

・PFC Synchronous CCM 회로에서 동작 조건을 변경할 때, 스위칭 주파수 조정을 통해 인덕터 전류의 리플률을 적정화하고 효율 향상을 검토하는 예.

・적정한 리플률이 되는 스위칭 주파수를 산출하고, 시뮬레이션을 실시하여 검증한다.

PFC 회로 : 적절한 게이트 구동 전압의 검토

키 포인트:

・스위칭 소자의 SiC MOSFET는 VGS의 변화에 따른 Ron의 변동이 크므로, 게이트 구동 전압 VGS의 설정이 중요하다.

・SiC MOSFET의 게이트 구동 전압 VGS의 검토는 효율과 안전의 밸런스를 고려해야 한다.

PFC 회로 : 게이트 저항의 변경

키 포인트:

・스위칭 소자의 게이트 저항을 크게 하면 노이즈는 억제할 수 있지만, 트레이드 오프 관계에 따라 효율이 저하되므로, 밸런스를 고려하여 게이트 저항치를 설정하는 것이 매우 중요하다.

・스위칭 소자의 손실을 원하는 값 이하로 억제할 경우에 해당하는 최대 게이트 저항 RG를 시뮬레이션을 이용하여 검토한다.

PFC 회로 : 데드 타임 최적치의 검토

키 포인트:

・브릿지 회로의 데드 타임 설정은 손실과 안전성에 관련되므로 충분한 검토가 필요하다.

・데드 타임의 최적치는, 관통 전류가 흐르지 않는 최단 시간이다.

・스위칭 소자의 스위칭 속도는 온도 및 Lot.의 편차 등으로 인해 변동하므로, 설계 시에는 최단 시간에 마진을 더해 설정한다.

기술 자료 다운로드