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회로에서 입력전압 24V, 스위칭 주기 50㎲, 듀티비 0.6, 부하저… | [신재생에너지발전설비기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[신재생에너지발전설비기사 필기] 18년 3회차
회로에서 입력전압 24V, 스위칭 주기 50㎲, 듀티비 0.6, 부하저항이 10Ω일 때, 출력전압 VO는 몇 V인가? (단, 인덕터의 전류는 일정하고, 커패시터의 C는 출력전압의 리플 성분을 무시할 수 있을 정도로 매우 크다.)
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해설

인덕터가 입력에 직렬로, 스위치가 접지 쪽으로 병렬로, 다이오드가 출력 방향으로 놓인 승압형(부스트) 컨버터이므로 출력전압은 60 V이다.

정상상태에서 인덕터 전압의 한 주기 평균은 0이므로 스위치 도통 구간과 차단 구간의 전압·시간 곱이 같다.
VsDT=(Vo−Vs)(1−D)TV_s D T = (V_o - V_s)(1-D)T
정리하면 Vo=Vs1−DV_o = \dfrac{V_s}{1-D}

주어진 값을 대입하면
Vo=241−0.6=240.4=60 VV_o = \dfrac{24}{1-0.6} = \dfrac{24}{0.4} = 60\,\mathrm{V}

스위칭 주기 50 ㎲와 부하저항 10 Ω은 출력전압 크기 자체를 바꾸지 않고 리플과 출력전류(60/10=6 A60/10 = 6\,\mathrm{A})를 정할 뿐이다. 이 회로를 강압형으로 착각해 Vo=DVs=14.4 VV_o = D V_s = 14.4\,\mathrm{V}로 계산하거나 듀티비를 그대로 곱해 보기 값에 끼워 맞추면 안 된다.

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