제어정류기

전기기사 필기 2021년 2회 58번

Q문제

부스트(Boost)컨버터의 입력전압이

45 V

로 일정하고, 스위칭 주기가

20 kHz

, 듀티비(Duty ratio)가 0.6, 부하저항이

10Ω

일 때 출력전압은 몇

V

인가? (단, 인덕터에는 일정한 전류가 흐르고 커패시터 출력전압의 리플성분은 무시한다.)

유사 문제 링크

선택지 분석

강압형인 벅(Buck) 컨버터의 출력전압 공식(

V_{o} = V_{s} \times D

)을 잘못 적용하여 계산한 오답입니다.

67.5

듀티비와 입력전압의 관계를 잘못 설정하여 임의의 비율로 도출된 오답입니다.

입력전압을 듀티비로 단순히 나눈 값(

45/0.6

)으로 계산한 오답입니다.

112.5

부스트 컨버터의 출력전압은 입력전압을 (1 - 듀티비)로 나눈 값으로 결정됩니다.

•

Step 1: 부스트(Boost) 컨버터의 출력전압 공식은

V_{o} = \frac{V _{s}}{1 - D}

입니다. (여기서

V_{o}

는 출력전압,

V_{s}

는 입력전압,

D

는 듀티비)

•

Step 2: 문제에서 주어진 값인 입력전압

V_{s} = 45 V

, 듀티비

D = 0.6

을 공식에 대입합니다.

•

Step 3:

V_{o} = \frac{45}{1 - 0.6} = \frac{45}{0.4} = 112.5 V

가 됩니다.

부스트 컨버터와 벅 컨버터의 차이점은 무엇인가요?

부스트 컨버터는 출력전압을 입력전압보다 높이는 승압형 초퍼이며, 벅 컨버터는 출력전압을 입력전압보다 낮추는 강압형 초퍼입니다.

문제에 주어진 스위칭 주기와 부하저항은 왜 계산에 사용되지 않나요?

이상적인 부스트 컨버터가 연속 전류 모드(CCM)로 동작할 때, 평균 출력전압은 오직 입력전압과 듀티비에 의해서만 결정됩니다. 따라서 스위칭 주기나 부하저항은 출력전압의 평균값을 구하는 데 직접적인 영향을 주지 않습니다.