MOSFET Buck-Chopper

소개글

MOSFET Buck-Chopper에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 관련 이론
가. 벅-쵸퍼(Buck-chopper)

3. 실험 요약

4. 실험 순서
가. MOSFET 벅-쵸퍼의 동작
나. 스위칭제어신호 주파수의 효과를 관측하기
다. 출력전력 대 입력전력

5. 검토 및 결론

본문내용

그림 13-3 MOSFET 벅-쵸퍼 출력에 연결된 부하의 양단전압의 파형과
MOSFET 에 공급된 스위칭제어신호
그림 13-3에 그려진 파형으로부터 직류전압계/전류계에 지시된 바와 같이 왜 낮은 직류전압이 부하양단에 나타나는지를 설명하시오.
■ 10. 쵸퍼/인버터 제어장치에서 오실로스코프에 파형과 직류전압/전류계에 의해 나타난 전압을 관측하면서 DC SOURCE 1 조절단자를 MAX.로 서서히 맞춘다.
스위칭제어신호의 듀티사이클이 증가되어질 때, 어떻게 MOSFET 벅-쵸퍼출력전압이 변화하는 지를 기술하시오.
스위칭제어신호의 듀티사이클을 최대까지 설정해보고 이 회로가 어째서 벅-쵸퍼로 불려지는가를 설명하시오.
■ 11. 쵸퍼/인버터 제어장치에서 DC SOURCE 1 조절단자를 MIN.으로 원 위치 한다. 그런 다음에 직류전압계/전류계에 지시된 전류를 관측하면서 천천히 조절단자를 MAX.로 한다.
부하에 흐르는 직류전류의 방향이 스위칭제어신호의 듀티사이클 변화에 따라 변하는가? 전력이동은 어느 방향인가?
■ 12. 쵸퍼/인버터제어장치에서 DC SOURCE 1 조절단자를 스위칭제어신호의 듀티사이클이 50%와 같아지도록 설정한다.
가변전압 직류전원장치()의 출력전압을 측정하고 기록한다.
=
다음의 식을 이용해 MOSFET 벅-쵸퍼의 출력에 나타나야 할 직류전압을 계산하시오.
직류전압계/전류계에서 MOSFET 벅-쵸퍼의 출력전압을 측정하고 기록하시오.
(측정값) =
측정출력전압이 계산된 출력전압과 일치하는가?
■ 13. 전압Isolator에서 출력(OUTPUT)에 연결된 케이블을 제거하고, 전류Isolator의 출력(OUTPUT)에 그것을 연결한다. 케이블의 검은색 리드선은 공통단자에 확실히 연결한다. 오실로스코프에서 채널-1의 감도는 0.2 V/DIV.로 설정한다.
오실로스코프 화면의 파형을 관측한다. 이들 파형은 MOSFET 벅-쵸퍼출력에 연결되어 부하에 흐르는 전류(채널-1)와 MOSFET에 공급된 스위칭제어신호(채널-2)를 나타낸다. 그림 13-4에 이들 파형을 그리시오.
그림 13-4 MOSFET 벅-쵸퍼에 연결된 부하의 양단전압의 파형과
MOSFET 에 공급된 스위칭제어신호
스위칭제어신호가 0 V(MOSFET 스위치 오프)임에도 불구하고 아직도 부하에 전류가 흐르는 이유를 설명하시오.
나. 스위칭제어신호 주파수의 효과를 관측하기
■ 14. 쵸퍼/인버터제어장치에서 직류전압계/전류계로 나타나는 전압, 전류를 관측하면서 스위칭 제어신호의 주파수를 변경하기 위해 DC SOURCE 2 조절단자를 천천히 양쪽방향으로 돌린다.
MOSFET 벅-쵸퍼가 제공하는 전압과 전류에 스위칭제어신호의 주파수가 큰 영향을 미치는가? 설명하시오.
■ 15. 쵸퍼/인버터제어장치에서 스위칭제어신호의 주파수를 변경하기 위해 DC SOURCE 2 조절단자를 서서히 양방향으로 돌린다. 그러면서 오실로스코프로 전류의 파형을 측정한다.
스위칭제어신호의 주파수가 부하에 흐르는 전류의 맥동에 많은 영향을 미치는가? 설명하시오.
다. 출력전력 대 입력전력
■ 16. Power supply에서, 전압조절단자는 0위치로 맞추고 주 전원스위치는 O로한다.
그림 13-5와 같이 인덕터과 직렬로 직류전압계/전류계의 두 번째 직류 전류계를 연결한다.
공급전압
(Vac)
(mA)
120
400
220
200
240
200
표 13-1 가변전압 직류 전원장치에 의한 공급전류
LINE
VOLTAGE
R1(Ω)
L1(H)
L2(H)
E1dc (V)
I1 dc (A)
I2 dc (mA)
e1 (V)
i1(A)
120
86
0.8
0.8
150
2.5
500
300
10
220
314
3.2
3.2
300
1.5
300
600
5
그림 13-5 MOSFET 벅-쵸퍼의 입출력에서 전력측정회로
다음 값을 설정한다.
쵸퍼/인버터제어장치
DC SOURCE 1 MIN.
DC SOURCE 2 MAX.
■ 17. Power supply에서, 주 전원스위치를 I(ON)로 하고 전압 조절단자를 서서히 돌려 80%위치로 한다.
쵸퍼/인버터 제어장치에서 DC SOURCE 1 조절단자를 가변 직류 전원장치(Variable Voltage DC Power Supply)가 다음의 전류 값까지 되도록 조정한다.
■ 18. Power supply와 직류 전압계/전류계에서 가변 직류 전원장치가 MOSFET 벅-쵸퍼에 공급하는 전압과 전류를 측정하고 기록한다. 이들 결과를 MOSFET 벅-쵸퍼에 공급된 전력()을 계산하는 데 이용하고 기록하시오.
= W
직류 전압계/전류계에서, MOSFET 벅-쵸퍼가 부하에 공급하는 전압과 전류를 측정하고 기록한다. 이들 결과를 부하에 공급된 전력()을 계산하는 데 이용하시오. 얻어진 전력을 기록하시오.
= W
MOSFET 벅-쵸퍼의 전력의 효율을 다음의 식을 이용해서 계산하시오.
효율 = ( ÷) × 100%
효율 = %
MOSFET 벅-쵸퍼의 출력이 이것과 거의 일치하는가?
■ 19. Power supply에서 전압조절단자를 0 으로 하고 주전원 스위치와 24-V 교류전원스위치는 O로 한다. Enclosure/Power supply에 로커스위치를 O로 한다. 모든 리드선, 케이블과 프로브는 제거한다.
5. 검토 및 결론
① MOSFET 벅-쵸퍼는 300-V 직류전원장치로 전력이 공급된다. 만약, 듀티사이클이 5에서 95% 사이로 변화할 수 있다면, 이 쵸퍼의 출력전압범위는 얼마인가?
② MOSFET 벅-쵸퍼의 출력단자 양단에 왜 다이오드를 연결하는가?
주 스위치가 OFF 되었을 시 부하 인덕터의 자계에너지의 의하여 전류는 급격히 끊어질수 없다. 이 때 전류 통로를 확보한다.
③ 스위칭 제어신호의 주파수가 MOSFET 벅-쵸퍼에 출력전압, 전류에 미치는 영향을 기술하고, 설명하시오.
스위칭제어신호의 주파수가 증가 또는 감소할 경우 출력전압 또는 전류의 평균값, 즉 DC값은 변하지 않는다. 다만 전류의 경우 리플 폭은 주파수가 증가 할 경우 감소한다.
④ 교류전력에 동작하는 요소 중 어느 것이 MOSFET 벅-쵸퍼가 가장 잘 비교되는가 이름을 드시오.
교류 강압 변압기

키워드

MOSFET Buck-Chopper,   벅-쵸퍼,   MOSFET 벅-쵸퍼의 동작,   출력전력 대 입력전력,   벅쵸퍼의동작