제어 공학의 기초
스위칭 주파수 500 kHz인 강압형 DC-DC 컨버터에서 출력 전압의 피드백 루프를 설계한다. 이득 교차 주파수를 고르는 기준으로 올바른 것은?
- A스위칭 주파수의 10배(5 MHz) 이상으로 골라, 부하 급변에 재빨리 대응할 수 있도록 한다
- B스위칭 주파수와 같은 500 kHz로 고르면 루프가 스위칭에 동기하여 출력 전압의 리플을 가장 잘 억제할 수 있다
- C스위칭 주파수보다 충분히 낮게, 예를 들어 그 1/10~1/5(50~100 kHz) 정도 이하로 고른다
정답과 해설 보기
정답: C. 스위칭 주파수보다 충분히 낮게, 예를 들어 그 1/10~1/5(50~100 kHz) 정도 이하로 고른다
스위칭하는 컨버터는 1주기에 1번밖에 듀티비를 바꿀 수 없는, 일종의 샘플링을 포함한 시스템입니다. 이득 교차 주파수를 스위칭 주파수에 가깝게 하면 이 지연이나 리플의 영향으로 위상 여유를 잃으므로, 스위칭 주파수의 1/10~1/5 정도 이하, 이 예에서는 50~100 kHz 정도 이하로 고르는 것이 기준입니다. 그 범위에서 교차 주파수를 높일수록 부하 급변에 대한 출력 전압의 변동은 작아집니다. 출력 LC 필터는 위상이 최대 180° 늦어지는 2차 공진을 가지므로, 위상 보상으로 위상 여유를 확보합니다.