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문제 정의
- 뿐만 아니라, 기존 직렬 공진컨버터의 연속모드 공진전류는 변압기 2차측 다이오드의 역 회복 시간에 따른 스위칭 손실을 발생 시키는 반면, 고집적 LLCT 평면변압기 적용 Half-bridge 직렬 공진 컨버터는 불연속 모드 공진전류에 의해 2차측 다이오드의 스위칭 손실을 줄일 수 있다. 따라서 본 논문에서는 고집적 LLCT 평면변압기 적용 Half-bridge 직렬 공진 컨버터에 대해 이론적 해석 및 FEMM 전자장 해석을 하고, 이 해석을 바탕으로 시뮬레이션 하였으며 시제품을 제작하여 실험한 내용을 서술 했다.
- 따라서 본 논문에서는 기존에 개별적으로 사용한 공진 요소를 하나의 변압기에 직접화한 고집적 LLCT 평면 변압기 적용 Half-Bridge 직렬 공진컨버터에 대해 서술하였다. 본 논문에서 적용한 고집적 LLCT 평면 변압기 적용 Half-Bridge 직렬 공진컨버터는 공진 요소인 직렬 공진인덕터(EQ와 직렬 공진커패시터(CJ 를 집적화 하기위해 고주파 변압기 코어 사이에 그림 1처럼 투자율이 낮은 코어 (Leakage Layer)을 삽입하고, 고주파 변압기 1차측 권선위에 세라믹 평판커패시터를 삽입하여 하나의 고집적 LLCT 평면변압기로 집적화 하였다.
- 그러나 이러한 직렬 공진컨버터도 공진요소인 인덕터와 커패시터를 개별적으로 사용하기 때문에 더욱 집적화하기에는 많은 문제점이 따른다. 따라서 이러한 문제점을 개선하기 위해서 본 논문에서는 공진요소인 인덕터와 커패시터를 평면변압기에 포함시켜 하나의 고집적 Inductor-Inductor{{= match }}Capacitor-Transformer(LLCT) 평면 변압기를 제작하여 기존의 개별적으로 사용하던 공진 요소를 통합하였다. 이러한 고집적 LLCT 평면 변압기 적용 Half-bridge 직렬 공진컨버터는 기존 변압기를 적용한 직렬 공진컨버터와 달리 누설인덕턴스가 크고 자화인덕턴스가 작다.
- 17, {{= match }}"의값을 갖는다. 또한, 1차측 턴 수를 6에서 8턴으로 한 것은 계산된 0.32mm 저 투자율의 두께를 제작하는데 어려움이 있어 턴 수와 저 투자율 코어의 두께를 증가 시켜 필요한 자화 인덕턴스와 누설 인덕턴스의값을 얻기 위해서이다. 이와 같은 방법에 의해서 만들어진 고집적 LLCT 평면변압기의 측정된 변압기의 1 차측 자기인덕턴스(%)와 2차측 자기인덕턴스({{= match }}), 1 차측 등가 누설인덕턴스및 1차측 자화인덕턴스 0{{= match }})와 1차측 누설인덕턴스({{= match }}), 2차측 누설인덕턴스 ({{= match }})는 아래 표 3에 나타내었다.
- 본 논문에서는 컨버터의 고효율 및 고 집적화와 소형, 경량화를 구현하기 위하여 고주파용 변압기 코어 자성재료 및 평판 세라믹 커패시터를 적용한 {{= match }}LCT (Inductor-Inductor-Capacitor-Transformer) 295VA/in3 인 전력밀도를 가지는 고집적 평면변압기 (Planar Transformer)의 이론적 설계 및 전자장 해석을 하였다. 이러한 설계를 바탕으로 300W급 시제품 제작하고 실험한 결과 전 부하범위에 대해 소자의 영 전압을 이룰 수 있었고, 고집적 LLCT 평면변압기 2차 측의 불연속 전류에 의해 정류다이오드의 역 회복 특성에 따른 스위칭 손실을 줄일 수 있었다.
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