안녕하세요.
인버터 토폴로지 중 가장 기본적인 단상 하프브리지 인버터의 회로 구성과 동작 원리를 살펴보며 인버터의 기초를 다져보도록 하겠습니다.
단상 하프브리지 인버터에 관해 더 궁금하다면 다음 링크도 참고해주세요^^
■ 단상 하프브리지 인버터
1. 회로 구성
단상 하프브리지 인버터(single-phase half-bridge inverter)는 직류 입력으로부터 교류 출력을 발생시키는 인버터 회로 중 가장 간단한 회로입니다.
겨우 전력반도체 소자 두 개를 갖고 전력 변환이 가능하다니, 정말 간단하죠?!
실제 환경에서는 주변 회로가 더 구성되지만, 이번 포스팅에서는 최대한 간단하게 해석할게요.
2. 동작 원리
교류를 만들기 위해서는 시간에 따라 전하의 크기와 방향이 변해야 하는데요.
위 회로의 전력반도체 소자 Q1, Q2가 어떻게 스위칭하기에 교류를 만들어 낼 수 있을까요?
그건 바로 스위치의 상보 동작입니다!
상보 동작은 다음 그림과 같이 전류의 흐름이 바꾸어주는데요.
따라서 스위칭 상태에 따라 극전압 VaO 또한 바뀌게 된다는 것을 알 수 있습니다.
표에서 보이는 스위칭에 따른 극전압 변동은 부하에 교류 전압을 공급하게 됩니다.
앞서 살펴본 내용들을 시뮬레이션으로 보여드릴게요!
▶ 시뮬레이션 조건
- VDC : 100 V
- 스위칭 주파수 : 100 Hz
이번 포스팅에서는 단상 하프브리지 인버터의 이상적인 기본 동작에 대해서만 다루었습니다.
더 심화된 내용은 다른 포스팅에서 다룰 예정입니다~ ㅎㅎ
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