7. 스위칭 전원용 변압기

스위치 전원은 전자 응용 기기의 직류 안정화 전원으로서 보급되어 있으며, 그 회로 방식은 다 기에 걸쳐 각각 특징에 따라 구분 사용되고 있다.

스위칭 소자로서 파워 트랜지스터나 파워 MOSFET 등이 주로 사용되는데, 스위칭 주파수는 20~100kHz 정도의 것이 많다. 용량은 수 W에서 수 kW 정도까지, 출력 전압은 2V에서 수 kV까지 광범위한 것이 실용화되고 있다.

스위칭 전원에는 입 출력 간의 절연과 직류 전압의 변환을 목적으로 변압기가 삽입되는 경우가 많다. 이 변압기에는 고주파 구형 전압이 인가되기 때문에,

① 고주파에서의 철손이 작을 것.

② 권선의 손실이 적을 것.

③ 누설 인덕턴스가 작을 것 (1차, 2차 권선의 결합도가 높을 것)

등이 요구 된다.

이들은 온도 상승을 억제하고 출력 전압 파형의 변형이나 기생 진동을 억제하기 위해서이다.

스위칭 주파수는 최근 500kHz 정도에서 사용하는 것이 나와 있으며, 이 영역에서 저손실의 코어 재료로서는 페라이트가 일반적이다. 또한 이와 같은 고주파로 되면 표피 효과 때문에 권선 내의 전류 분포가 고르지 않게 되어 직류 저항에 비하여 교류 저항이 매우 커지기 (십수배에서 수십배) 때문에 리츠선이나 병렬 권선을 사용하는 수가 많다. 누설 인덕턴스를 감소시키기 위해서는 1차·2차 권선을 병렬로 동시 감기하는 바이파일러 권선이나 1차-2차-1차 권선과 같은 동심 교호 배치 권선이 유효한데, 결합도를 좋게 하는 것은 1차·2차 권선 간의 부유 용량을 증가시켜서 입력 라인의 노이즈가 출력측에 전달되기 쉽다는 것을 의미하므로 주의해야 된다.

 

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출저: 변압기 활용기술

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