다음 스위칭 전원 회로에서 주기 T마다 듀티사이클 D의 비율만큼 스위치가 닫힐 때, 정상상태의 출력전압 은? (단, , , , , 이고, C는 출력전압이 일정하도록 충분히 크고, 다이오드 및 스위치는 이상적이며, 인덕터 전류는 연속이라고 가정한다)
2018년 국가직 9급 전자공학개론 10번
2018년도 시행 • 10번 문항
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정답: 4번
■ 1단계: 컨버터 토폴로지 판별
• 입력 직렬 인덕터 $L$, 접지 방향 스위치, 직렬 다이오드 및 병렬 커패시터 $C$와 부하 저항 $R$로 구성된 전형적인 **부스트 컨버터(Boost Converter, 승압형 DC-DC 변환기)** 회로입니다.
■ 2단계: 연속 전류 모드(CCM) 정상상태 출력 전압($V_{out}$) 계산
• 인덕터 전류가 연속(CCM)일 때, 부스트 컨버터의 입출력 전압 관계식은 듀티 사이클 $D$에 의해 다음과 같이 정의됩니다:
$$V_{out} = \frac{V_s}{1 - D}$$
• 주어진 값($V_s = 1\text{ V}$, $D = 0.5$) 대입:
$$V_{out} = \frac{1\text{ V}}{1 - 0.5} = \frac{1\text{ V}}{0.5} = 2\text{ V}$$
■ 최종 결과:
• 정상상태의 출력 전압 $V_{out}$은 $2\text{ V}$ (④번)
• 입력 직렬 인덕터 $L$, 접지 방향 스위치, 직렬 다이오드 및 병렬 커패시터 $C$와 부하 저항 $R$로 구성된 전형적인 **부스트 컨버터(Boost Converter, 승압형 DC-DC 변환기)** 회로입니다.
■ 2단계: 연속 전류 모드(CCM) 정상상태 출력 전압($V_{out}$) 계산
• 인덕터 전류가 연속(CCM)일 때, 부스트 컨버터의 입출력 전압 관계식은 듀티 사이클 $D$에 의해 다음과 같이 정의됩니다:
$$V_{out} = \frac{V_s}{1 - D}$$
• 주어진 값($V_s = 1\text{ V}$, $D = 0.5$) 대입:
$$V_{out} = \frac{1\text{ V}}{1 - 0.5} = \frac{1\text{ V}}{0.5} = 2\text{ V}$$
■ 최종 결과:
• 정상상태의 출력 전압 $V_{out}$은 $2\text{ V}$ (④번)