물어보신 제로크로싱의 의미가 아마도 스위칭시의 조건에 대한 이야기로 들립니다.
컨버터에서 AC-DC 혹은 DC-DC 인버터에서 DC-AC를 만드는 것은 모두
FET의 스위칭 동작을 회로에 따라 적절히 행해주는것을 의미합니다.
그런데 이 스위칭을 하는데 시간이 걸립니다.
오프상태에서 온을 할때도 온 상태에서 오프를 할때도 시간이 걸립니다.
기계적스위칭이랑은 비교할수 없을만큼 빠른속도지만 그래도 시간이 걸립니다.
이 시간은 FET의 손실과 아주 큰 관계가 있습니다.
이렇게 생각하면 쉽습니다.
스위치를 on상태로 두어 전류가 흐르고 있다고 생각해봅시다.
한참을 흐르다가 스위치를 off 시키고 싶어서 게이트에 off신호를 때립니다.
이때 스위치가 천천히 떨어진다고 가정해보세요
스위치양단에 전압은 on시 0V일텐데..(사실0V는 아니죠^^)
전류를 완전히 차단하지 못하고 천천히 차단하는 상태라면
양단에 조금씩 전압이 걸리게 되고 이때 스위치에 전류도 흐르고 있음을
의미하게 되죠.
결국은 V*I만큼의 에너지가 FET에서 소비되고 있음을 의미합니다.
이 에너지는 FET에서 열로 방출됩니다. 그런데 이 에너지가 커지면 스위칭순간
FET는 열로인해서 타버릴수 있는겁니다.
그래서 on에서 off 하는 순간을 FET로 흐르는 전류가 0 인 지점에서 하도록 만들면
이것을 Zero Current Turn off Switching 이라고 합니다.
이제는 off에서 on할때로 생각해봅시다.
off에서 on상태로 스위칭동작을 할떄를 생각해 봅시다.
off에서 스위치 양단에 전압이 걸려있는데 on하면 원래 0V로 재빨리 떨어져야하죠?
그런데 또 시간이 걸려서 전압은 0V가 되지 못하고 전류는 조금흐르고 있는상태가
또 생겨납니다.
그래서 전압이 0V일때 Turn ON 시키는 것을
Zero Voltage Turn on Switching 이라고 합니다.
이것이 고조파를 발생시키지 않는다는것은..
ZCS,ZVS로 동작하지 않는 전력회로가 ZCS,ZVS로 동작하는 전력회로와 비교했을때
상대적으로 노이즈가 크기 때문입니다.
사실, 어떠한 회로냐에 따라서 차이가 있습니다.
어떤 회로는 ZCS,ZVS를 구현안했다고 해서 특별히 심하게 THD가 나빠지지 않고..
어떤 회로는 ZCS,ZVS를 안하면 절대로 안되는 회로들도 있죠.
스위칭소자에 무리를 주지 않는 스위칭방식이지만 ZCS,ZVS중 보통 하나는 구현가능하지만
둘다 구현하는것은 굉장히 어려운 일입니다.
어떤 사람들 보면 턴오프동작에서 ZVS 되었다고 손실을 줄였다고 주장하는 사람들이 있던데?
이건 진짜 웃긴겁니다.
세상에 어떤 스위치가 on시에 양단이 전압이 걸린답니까?
아뭏튼 대부분의 경우 고조파를 발생시키는 정도가 줄어듬에 있어서는 맞는 이야기입니다.
스위치를 심하게 안하는데 뭐가 튈 이유가 없겠죠.
흔히, ZCS나 ZVS와 비슷한 개념으로 스위치에 무리를 주지 않는 방식을
소프트스위칭이라고 하고
무리를 주어야 하는 혹은 무리를 주어도 크게 상관없는 회로를
하드스위칭 방식을 사용한 회로라고 합니다.
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