Full bridge DC-DC converter, 풀브릿지 DCDC 컨버터 회로개요

안녕하십니까

전력전자와 각종MCU를 공부하고 최종적으로 작품을 만드는 전자 장인 입니다 

 

오늘의 주제는

Full bridge DC-DC converter, 풀브릿지 DCDC 컨버터 회로개요

 

1. Full bridge(풀브릿지) DCDC Converter 회로 구성

Full bridge DC-DC converter, 풀브릿지 DCDC 컨버터 회로

 

해당 회로는 풀브릿지 DCDC 컨버터의 회로를 나타냅니다.

풀브릿지 DCDC 컨버터란

스위치 4개를 사용하여 DC전압을 부하가 필요로하는 DC전압으로 변환해 주는

컨버터를 의미합니다.

 

빨간색 박스는 각각 암이라고 명칭합니다.

풀브릿지 회로의 경우 A암, B암으로 총 2개의 암이 존재합니다.

 

각 암은 두 개의 단방향 스위치로 구성되어 있으며

각 암당 하나의 스위치만 On 동작을 수행합니다.

즉, A암의 상단 스위치가 on 되어있으면 하단 스위치는 Off가 필수적이고

B암의 상단스위치가 on 되어있으면 하단 스위치는 off 동작이 필수적입니다.

 

이상적인 스위치의 경우 상단, 하단의 스위치 동작 시 off 구간이 동시에 발생하지는 않지만

실제 스위치에서는 두 스위치가 모두 off 동작 중인 구간이 존재합니다.

그 구간을 Blanking time이라고 명칭합니다.

 

또한, 한 암의 상,하단 두 스위치가 모두 on 되어있으면 쇼트가 되므로

해당 동작은 발생하면 안되는 동작입니다.

지금까지 많이 공부하신 분들은 왜 쇼트가 되면 안되는지 잘 아실것이라 생각되지만

혹시 모르시는 분들을 위해 설명드리자면

 

A암의 상, 하단 스위치가 모두 on 되어 회로가 일직선으로 도통하게 되면

매우 큰 전류가 흐르기 때문에 해당 스위치가 파손되게 됩니다.

따라서, 회로의 안전을 위하여 두 스위치는 모두 on 되는 동작은 수행되지 않도록

제어가 필수적으로 필요합니다.

 

2. 풀브릿지 회로 전류 도통

지금부터는 풀브릿지 DCDC 컨버터의 도통에 대해 살펴보도록 하겠습니다.

 

 

Full bridge DC-DC converter, 풀브릿지 DCDC 컨버터 회로

A암의 상단 스위치 on, 하단 스위치 off 동작입니다.

상단 스위치 온으로 인해 TA+가 도통하게 되어 빨간색 방향으로 

전류가 도통됩니다.

하단 스위치는 off이며, 다이오드를 통해 도통이 이루어 지기 때문에

VAN의 전압은 항상 Vd 가 됨을 알 수 있습니다.

 

Full bridge DC-DC converter, 풀브릿지 DCDC 컨버터 회로

A암의 상단 스위치 off, 하단 스위치 on 동작입니다.

하단 스위치 온으로 인해 TA-가 도통하게 되어 파란색 방향으로 

전류가 도통됩니다.

상단 스위치는 off이며, 다이오드를 통해 도통이 이루어 지기 때문에

VAN의 전압은 항상 0이 됨을 알 수 있습니다.

 

Full bridge DC-DC converter, 풀브릿지 DCDC 컨버터 회로

B암의 상단 스위치 on, 하단 스위치 off 동작입니다.

상단 스위치 온으로 인해 TB+가 도통하게 되어 파란색 방향으로 

전류가 도통됩니다.

하단 스위치는 off이며, 다이오드를 통해 도통이 이루어 지기 때문에

VBN의 전압은 항상 Vd 가 됨을 알 수 있습니다.

 

Full bridge DC-DC converter, 풀브릿지 DCDC 컨버터 회로

B암의 상단 스위치 off, 하단 스위치 on 동작입니다.

하단 스위치 온으로 인해 TB-가 도통하게 되어 빨간색 방향으로 

전류가 도통됩니다.

상단 스위치는 off이며, 다이오드를 통해 도통이 이루어 지기 때문에

VAN의 전압은 항상 0이 됨을 알 수 있습니다.

 

오늘은 풀브릿지 컨버터의 회로 구성과

스위치암의 동작에 대하여 분석해보는 시간을 가졌습니다.

앞으로 스위치가 2개, 4개, 6개 등 점점 많이 사용되는 회로 공부를 진행하기 때문에

스위치 암에 대한 이해와 스위치 on, off 시 전류 도통에 대해 많은 공부가 필요할 것입니다.

 

다음시간에는 풀브릿지 DCDC컨버터의 전류, 전압 파형 분석을 진행하도록 하겠습니다.

 

지금까지 전력전자와 각종MCU를 공부하고 최종적으로 작품을 만드는 전자 장인 이었습니다

감사합니다