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초소형 Travel Adapter 전력변환 기술 동향 원문보기

전력전자학회지 = The journal of the Korean Institute of Power Electronics, v.27 no.3, 2022년, pp.26 - 30  

지상근 ((주)솔루엠 파워사업부) ,  김민지 ((주)솔루엠 파워사업부)

초록
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핸드폰, 노트북 빛 태블릿 PC와 같이 휴대할 수 있는 전자기기의 사용량이 높아질수록 대용량의 배터리를 필요로 하게 된다. 배터리 사양이 높아질수록 대용량의 배터리를 빠르게 충전시키는 어댑터 (Adapter)는 필수 요구 사항이 되었다. 고속 충전을 하기 위해선 높은 전류 공급 능력이 필요하며, 휴대성을 높이기 위해서 사이즈를 최소화하여 설계되어야 한다. 고효율 및 고밀도를 요구하는 시장에 걸맞게, 어댑터 시장 역시 Topology부터 사용 소자까지 많은 발전 중에 있다. 어댑터에 사용되는 대표적인 Topology는 절연에 용이하며 회로구조가 간단한 저비용, 고효율 Flyback Converter 회로가 기본적으로 사용된다. 하지만, 이 구조는 스위칭 주기마다 스위치 양단 전압 및 전류의 중첩에 의한 스위칭 손실이 불가피 하다는 단점이 존재한다. 그 단점을 보완하기 위해 RCD 스너버로 클램핑을 시켜줌과 동시에 변압기의 자화 인덕턴스와 스위치의 기생 커패시터의 공진 현상을 이용하여 스위치 양단 전압 VDS가 최소화되는 지점에서 다음 스위칭 동작을 수행하는 QR(Quasi-Resonant) Flyback Converter를 사용한 어댑터가 시장에서 주로 보였다. 하지만 QR Flyback Converter 역시 기존 방식보다 유리하지만 이 또한 스위칭 주파수 증가에 따른 한계가 존재한다. 따라서 현재는 영전압 스위칭 (Zero Voltage Switching, ZVS)이 가능한 ACF(Active Clamp Flyback) Converter 회로의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 이때 스위칭 특성이 우수한 GaN-FET를 적용한 어댑터가 시장에 출시되고 있다. 특히, 이 시장에서는 GaN 소자를 적용한 어댑터를 차세대 전력 반도체 적용이라는 마케팅에도 이용되는 것을 확인할 수 있다.

참고문헌 (4)

  1. C. M. Lee, H. S. Gu, S. K. Ji, D. K. Ryu, J. I. Kang, and S. K. Han, "Optimal design of GaN-FET based high efficiency and high power density boundary conduction mode active clamp flyback converter," The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, Vol. 24, No.4, pp. 259-267, 2019. 

  2. T. Y. Ahn, "A study on 60W class ultra-small adapter with active snubber type flyback converter," Journal of IKEEE, Vol. 22, No.3, pp. 613-618, 2018. 

  3. Chongdiantou, Apr. 19, 2022. [Online]. Available: https://www.chongdiantou.com/. 

  4. 솔루엠 어댑터, Apr. 19, 2022. [Online]. Available: http://mysolum.com/. 

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