전기차에선 왜 카지노 게임 사이트 중요한가? [전력전자 기초 3]
이전에 전력전자에서 사용되는 반도체 소자의 동작 원리를 살펴보았습니다. 이러한 소자들이 실질적으로 어떤 목적으로 사용되는지 고민해 보면, 그 핵심은 정류에 있습니다. 정류란 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하는 과정이죠, 사실 DCDC컨버터라는 걸 쓰던데요?라고 물어보시는 분들도 있는데 그것도 사실 DC를 AC로 바꾸고 AC를 변압기로 제어해 다시 DC로 바꾸는 과정을 거칩니다 결국 AC→DC, DC→AC이과정자체가 전력전자의 핵심이라 할 수 있는 거죠
핵심은 이 4가지를 구현하는 거입니다. 그렇다면, 정류를 어떻게 구현할까요? 바로 스위칭이라는 기법을 활용합니다. 이전글에서 엄청 빠른 스위치다라는 말씀을 드렸는데, 이 스위칭은 전압과 전류를 효율적으로 제어하는 방법으로, 이를 실현하기 위해 다양한 스위칭 소자들이 사용됩니다. 이번에는 전력전자에서 핵심적인 스위칭 소자의 기본 개념과 관련된 기술들을 좀 보시죠
1. 카지노 게임 사이트의 의미와 전력전자에서의 역할
1.1 카지노 게임 사이트란?
스위칭은 전력전자에서 특정 소자를 ON(전도 상태)과 OFF(차단 상태)로 빠르게 전환하여 전력을 제어하는 기술입니다. 그냥 키고 끄는 거 그 자체로 된다고?라고 물어보신다면 실제로 일초에 만 번 이상 스위칭을 하면 저 아래와 같은 느낌을만들 수 있죠
이러한 제어로 뭘 하냐고요? 이스위칭이란 놈으로 가장 처음 하는 건전력 제어입니다.전압과 전류를 조절하여 부하에 필요한 전력을 공급하는 거죠 그 이외에효율 극대화를 위해전력 손실을 최소화하여 시스템 효율을 높이거나 DC-DC 컨버터, 인버터, 정류기 등의 구성 요소로 활용합니다.
1.2. 이상적인 스위치와 실제 소자
1.2.1 이상적인 스위치
이상적인 카지노 게임 사이트 소자는 정적 특성 (Static Characteristics)을 한번 살펴볼까요?
이상적인 소자는 저런 느낌을 냅니다.
정적특성은 전력전자 스위칭 소자(예: 다이오드, IGBT, MOSFET 등)의 전압-전류 관계와 같은, 소자가 동작 중 특정 상태에서 가지는 특성을 나타내는데Switch ON이나 Switch OFF시 에너지를 소모하거나 저장하지 않는 특성으로조금 더 말해 누설전류 없고 손실이 없는 이상적인 소자다라고 이해하시면 됩니다.
심지어 작동 시 동적 특성 (Dynamic Characteristics)은스위칭 주파수 (스위칭의 빈도)는 무한대까지 가능하며 스위치를 구동하기 위한 구동전력 0이고 구동신호에 대한 스위치의 응답속도가 무한히 빠르죠 이상론 소자로 회로를 짜는 건 상당히 재밌습니다. 성능도 쭉쭉 나오거든요
이론적으로 배울 땐 이런 느낌으로 배우지만 현실은 아래와 같이 도통손실부터 실제 작동불가구간까지 상당히 머리가 아파집니다 왜 저런 특성이 나오는 걸까요?
2.2 실제 소자의 한계
그렇다면 현실에서는 완벽한 이상적 스위치를 구현할 수 없으며, 실제 소자들의 제한을 볼까요?
1. 도통 손실 (Conduction Loss)
카지노 게임 사이트 소자가 도통 상태일 때 내부 저항으로 인해 발생하는 손실입니다. 일반적인 전류의 제곱에 비례하는 손실의 형태로 열의 방향으로 나타납니다. 사실 이 녀석은 그나마 괜찮아요
2. 카지노 게임 사이트 손실 (Switching Loss)
이 녀석이 머리가 아픕니다, ON/OFF 전환 중 전압과 전류가 겹치며 발생하는 손실에 대해서 말씀드렸죠? 실제로 도통손실과 카지노 게임 사이트 손실이 합쳐지면 어떤 녀석이 나오냐고요
이딴 식의 과도현상이 1초에 수십 많게는 수백 번나오게 되는 겁니다. 이걸제어해야한다니 벌써부터 머리가 아픕니다.
3. 카지노 게임 사이트 시간
실제 소자는 ON/OFF 전환이 지연되죠, 사실 최근소자들은 이미 우리가 요구하는 충분한 카지노 게임 사이트 타이밍을 가지고 있기에 괜찮지만 결국 또 이놈도 가격이 낮으면 길고 가격이 높으면 짧아요, 원가절감은 이럴 때 쓰는 말이죠
그렇다면 이런 카지노 게임 사이트 시간을 어떤 식으로 산정할지 한번 보시죠
2. 듀티 사이클 (Duty Cycle)
자 이제 듀티를 볼까요? 듀티 사이클(Duty Cycle)은 카지노 게임 사이트 신호에서 ON 상태 시간의 비율을 나타내는 척도입니다. 일반적으로 비율로 표현되며, 0%에서 100%까지의 값을 가지는 거죠 아래와 같은 수식으로 산정됩니다.
이러한 방식으로 산정된 듀티는 아래와 같은 방식으로 제어를 하는 거죠
위에서 말씀드렸지만 이걸 엄청 빠르게 하면 교류로 보이게 만들 수 있으니까요
이걸로 뭘 하냐고요?
Buck Converter (강압 컨버터): 듀티 사이클에 따라 출력 전압을 낮춤.
Boost Converter (승압 컨버터): 듀티 사이클에 따라 출력 전압을 높임.
Buck-Boost Converter: 듀티 사이클 조절로 출력 전압을 입력 전압보다 높이거나 낮춤.
다음시간에 배울 이런 녀석들을 만들어 내는 겁니다. 물론 이거뿐만 아니라 모터 전압공급까지 다하지만 말이에요
3. 전기차에서 필터(Filters)의 필요성과 설계
자 이론 마지막 파트입니다. 위에서 말씀드렸듯이 전기차 시스템은 고효율과 고품질 전력 공급이 필수적이고 그걸 스위칭 소자로 만든 다했죠?, 이를 실현하기 위해 다양한 필터라는 녀석을사용합니다.
필터는 특정 주파수 대역의 신호를 통과시키거나 차단하는 역할을 하죠 아래와 같은 녀석들을 활용하는데 저도 학부생시절 과제로 재밌게 했던 기억이 납니다.
어쨌든 이 녀석은 위에서 설명드린 대로 잔류전류나 미소전류의 영향이 이나 타나기에 저런 식으로 사용합니다 조금 더 봐볼까요?
사실상 이런 신호가 있다고 가정해 봅시다. 높은 고주파가 자글자글 끼어있는 녀석이죠
이 녀석을 LPF 즉 일정이상 못 지나가게 하는 필터에 넣으면
좀 극화하 긴했집만 이런 형상이 나타납니다. 실제로 적용하면 이거보다는 좀 찌그러지긴 하지만 어디까지나 이론적 이상론이니까요
3.1. 전기차에서 필터의 필요성
이론을 조금 더 다루고 가죠 전기차에서는 왜이게 필요한데요라고 물의 신다면 크게 3가지로 정리할 수 있습니다.
전기차의 DC-DC 컨버터와 인버터는 고주파 스위칭 동작으로 인해 출력에 리플(Ripple)이 포함됩니다. 이러한 리플은 모터의 성능을 저하시키고 전기적 노이즈를 증가시킵니다. 필터는 이 리플을 제거하여 안정적인 전력을 공급이 가능해지는 거죠
고조파 억제
카지노 게임 사이트 동작으로 발생하는 고조파는 배터리 및 모터 시스템에 열과 손상을 유발할 수 있습니다. 필터를 통해 고조파 성분을 억제해야 불이 안 나죠
전자기 간섭(EMI) 억제
스위칭 소자와 전력 전자 회로에서 발생하는 전자기 간섭은 차량 내 통신 시스템 및 주변 전자 기기에 영향을
줍니다. 이게 진짜 생각보다 큽니다
왜 아냐고요? 제가 이거 고려 안 하고 신나서 필터 빼봐야지 하다가, 실제 박사님이 준회로를굴리고,메틀랩이 뻥나고 논문파일이 손상돼 봐서 잘 압니다. 완성된 회로에서 필터 빼면 어떻게 될까 싶어서 한 건데 컴퓨터가 뻥날 줄은 몰랐죠
사실상 무조건 달아야 하는 겁니다. 네 중요해요
3.2 필터의 설계 원리
3.2.1 필터의 기본 유형
필터는 크게 3가지로 구분합니다
저역통과 필터 (Low-Pass Filter)
낮은 주파수 대역만 통과시키고, 높은 주파수 신호를 차단.
용도: 카지노 게임 사이트 리플 및 고조파 제거.
고역통과 필터 (High-Pass Filter)
높은 주파수 대역만 통과시키고, 낮은 주파수 신호를 차단.
용도: DC 오프셋 및 저주파 노이즈 제거.
대역통과 필터 (Band-Pass Filter)
특정 주파수 대역만 통과시키고, 나머지 주파수를 차단.
용도: 신호 검출 및 특정 대역 주파수 추출.
대충 이 정도죠 생각보단 별거 없어 보이긴 합니다. 사실 실활용이나 설계에 들어가면 저게 어떤 방정식을 가졌고 지배방정식이 어쩌고 공진이라는 이야기를 가야 하지만 거기까지는 제가 원하는 글의 방향성이 아니라서요우리는 여기까지만 알면 됩니다.
아 필터라는 놈은 카지노 게임 사이트 주파수에서 낀 노이즈를 잡아주는구나!
이번글에서 사용된 프롬프트입니다.
참고문헌
[1] 노의철 정규범 최남섭『전력전자공학』. 문운당, 2011.
