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벅 컨버터와 벅-부스트 컨버터의 고장률 비교
Failure-rate Comparison of Buck Converter and Buck-Boost Converter 원문보기

전력전자학회 2020년도 춘계학술대회, 2020 Aug. 18, 2020년, pp.445 - 446  

곽윤기 (한밭대학교) ,  허대호 (한밭대학교) ,  강필순 (한밭대학교)

초록
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본 논문에서는 동일한 설계조건을 갖는 벅 컨버터와 벅-부스트 컨버터를 신뢰성의 측면에서 비교한다. 신뢰성 분석의 대표적인 지표의 고장률과 평균 고장 시간(Mean time between failure, MTBF)을 도출하기 위해 고장나무 분석(Fault-tree analysis, FTA)을 사용한다. FTA는 컨버터의 동작 특성을 고려하여 고장의 원인과 영향을 나타내는 방법으로 컨버터를 구성하는 부품의 고장률은 MIL-HDBK-217F의 값을 사용한다. FTA를 통해 벅 컨버터의 고장률과 벅-부스트 컨버터의 고장률을 도출하고 고장률 차이의 원인을 분석하며 두 컨버터의 동작 온도별 고장률을 그래프로 나타내어 시각화한다.

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 다이오드와 커패시터 이외의 다른 부품의 고장률은 동일한 기준을 적용하여 계산하였다. MIL-HDBK-217F에 명시된 부품의 고장 이외의 다른 고장 가능성은 최상위 고장인 컨버터의 고장에 미치는 영향이 미비하므로 컨버터 부품 고장률 중 가장낮은 값인 인덕터 고장률의 1[%]로 반영하여 최소화시킨다.
  • 본 논문에서는 벅 컨버터와 벅-부스트 컨버터를 동일한 기준으로 설계하여 두 컨버터의 고장률과 MTBF를 비교 분석하였다. 벅-부스트 컨버터는 벅 컨버터에 비해 다이오드에 인가되는 역전압이 크며, 돌이한 출력전압 리플을 갖기 위해 벅 컨버터보다 큰 용량의 출력 커패시터를 사용해야 한다는 점이 신뢰성 측면에서 불리하게 작용 됨을 확인하였다.
  • 이러한 차이는 부품의 고장률에 영향을 준다. 본 논문에서는 파라메타의 차이에 따른 벅 컨버터와 벅-부스트 컨버터를 비교 분석하여 컨버터의 동작 온도별 고장률과 MTBF(Mean time vetween failure)를 도출한다.
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