일반기술

새로운 ZVZCS 방식을 이용한 저가형 고주파 전원 장치 개발

본 과제에서는 고효율, 고성능 최대용량 3kW(60V/50A) 정격용량 2.5kW(48V/50A)급 통신용 정류기를 개발 하였다. 전체 시스템은 입력역률을 보상하기 위한 역률보상회로부와 안정된 48VDC BUS를 만들어 주기 위한 DC/DC 컨버어터부로 구성된다. 주 전력회로의 선정은 여러 topology 들을 비교, 검토하여 효율, 성능 및 가격면에서 우수한 topology를 선정하였으며, 그 결과로 기존의 역률보상회로의 장점인 저가격을 유지하면서 토통 손실을 줄일 수 있는 새로운 ZVT 역률보상회로를 채용하였으며, DC/DC 컨버어터부에서는 새로운 ZVZCS 컨버어터를 채택하였다. 주 전력회로를 설계하기 위한 상세한 설계절차를 제시하고, 이 절차를 따라서 설계하였으며, 제어회로는 적합한 PWM 제어 IC를 선정하고 또한 제어기 및 보호회로를 설계하였다. 실험결과 역률보상회로부는 정현파에 가까운 아주 깨끝한 입력전류 파형을 얻었으며, 정격부하에서 99.9%의 역률과 98% 정도의 효율을 얻었다. DC/DC 컨버어터부도 실험결과 모두다 이론적인 파형과 가까운 파형을 얻었으며, 소프트 스윗칭 범위가 전부하범위로 확장되어 낮은 부하에서도 파형의 일그러짐이 없이 아주 깨끝한 파형을 얻을 수 있었다. 최대부하(60V/50A)에서 최고효율 96%를 얻었으며, 정격부하(48V/50A)에서 95%의 효율을 얻었다. 최종 시제품은 자연대류 냉각방식을 채택하였으며, 전체효율은 92% 정도로 아주 높게 나왔다.