제안된 회로의 동작 모드를 분석하기 위해 모든 소자들은 이상적이라고 가 정하고 전류 경로에 따라 6개의 모드로 나누어 설명한다.
1.Mode1(
≤ ≤ )
스위치 과 는 모두 오프 상태이다.공진 회로는 동작하지 않으며 기존 의 부스트 컨버터의 스위치 오프일 때와 같은 동작을 보인다.메인 인덕터 에 흐르는 전류는 모두 출력 다이오드 을 통해 흐른다.공진 커패시터
은 출력전압 만큼 충전되어 있다.
(13)
(14)
(15)
Fig.16OperationMode1ofProposedCircuit
Fig.17OperationMode1WaveformsofProposedCircuit
주 인덕터 에 흐르는 전류는 선형적으로 감소하며 모두 출력 다이오드
를 통해 출력단으로 흐른다.
(16)
2.Mode2(
≤ ≤ )
시간 에서 두 스위치 과 가 턴 온 된다.스위치 턴 온 시에 공진 인 덕터 의 영향으로 영전류 조건에서 스위칭 동작을 하게된다.메인 인덕터
에 흐르는 전류는 출력 다이오드 과 공진인덕터 로 나누어 흐르기 시작한다.공진 인덕터 로 흐르는 전류는 선형적으로 증가하며,출력다이오 드 으로 흐르는 전류는 선형적으로 감소한다.시간 에서 메인 인덕터
에 흐르는 전류와 공진 인덕터 에 흐르는 전류가 같아지고 출력다이오 드 으로 전류가 더 이상 흐르지 않게 된다.출력 다이오드 이 턴 오 프 되면 모드가 종료된다.
(17)
(18)
(19)
(20)
(21)
Fig.19OperationMode2WaveformsofProposedCircuit
주 인덕터에 흐르는 전류는 계속해서 선형적으로 감소한다.공진 인덕터
에 흐르는 전류가 선형적으로 증가함에 따라 출력 다이오드 를 통해 부하로 흐르던 전류는 서서히 감소한다.시간 에서 주 인덕터에 흐르는 전 류와 공진 인덕터에 흐르는 전류가 같아지게 되고,출력 다이오드를 통해 부 하로 흐르던 전류는 영이 된다.공진 커패시터에 걸리는 전압은 출력 전압과 같으며,출력 다이오드 가 턴 오프되면 모드가 종료된다.
3.Mode3(
≤ ≤ )
시간 에서 출력 다이오드 을 통해 부하로 흐르던 전류는 더 이상 흐 르지 않고,공진 커패시터 ,공진 인덕터 과 공진을 시작한다.공진 인덕 터에 흐르는 전류는 주 인덕터에 흐르는 전류와 공진 커패시터의 방전 전류 의 합으로 식 22와 같이 표현된다.
≈min (22)
min
(23)
이 공진을 통하여 공진 커패시터의 전압은 출력전압에서 영이 될 때까지 방전을 한다.공진 커패시터의 전압은 식 24와 같이 표현된다.이 모드는 의 전압이 영이 될 때까지 지속되며,영이 되면 모드가 종료된다.
cos (24)
Fig.20OperationMode3ofProposedCircuit
Fig.21OperationMode3WaveformsofProposedCircuit
(25)
(26)
(27)
(28)
4.Mode4(
≤ ≤ )
공진 커패시터 과 공진 인덕터 의 공진이 끝나고,공진 커패시터의 전 압이 영이 되면 모드 4가 시작된다.환류 다이오드 와가 턴 온 되며 공 진 인덕터 에 흐르던 전류는 최대값을 갖는다.공진 인덕터에 흐르는 전류 는 환류다이오드를 통해 환류를 한다.
(29)
(30)
주 인덕터에 걸리는 전압은 식 (31)과 같이 표현된다.주 인덕터에 흐르는 전류는 식 (32)과 같이 표현되며 선형적으로 증가하며 에너지를 축적하고,다 이오드 와를 통해 흐르는 전류는 서서히 감소한다.
(31)
min
(32)
(33)
Fig.23OperationMode4WaveformsofProposedCircuit
5.Mode5(
≤ ≤ )
이 모드는 스위치 과 가 턴 오프 되는 구간으로,메인 인덕터 과 공진 인덕터 에 흐르는 전류는 공진 커패시터 을 충전시킨다.의 전 압이 출력전압과 같아질 때까지 이 모드가 지속된다.공진 커패시터 의 영 향으로 두 스위치 과 는 영전압 조건에서 턴 오프 한다.이 모드까지 출 력 다이오드 은 턴 오프 상태를 유지한다.
≈max (34)
max maxcos (35)
maxsin (36)
(37)
(38)
(39)
Fig.25OperationMode5WaveformsofProposedCircuit
6.Mode6(
≤ ≤ )
이 모드는 공진 커패시터 의 전압이 출력 전압 와 같아지면 모드 6 이 시작된다.출력 다이오드 이 영 전압 조건에서 턴 온되어 주 인덕터
과 공진 인덕터 에 흐르는 전류가 출력 다이오드 를 통하여 출력단으 로 흐른다.주 인덕터 에 흐르는 전류와 공진 인덕터 에 흐르는 전류는 선형적으로 감소하며 식 (42)과 식 (43)과 같이 표현된다.
(40)
maxcos max (41)
max
(42)
(43)
(44)
공진 인덕터 에 저장되었던 에너지가 모두 출력단으로 전해지면 모드 6 이 종료된다.이 모드를 끝으로 다시 모드 1로 반복 동작하게 된다.
Fig.26OperationMode6ofProposedCircuit
Fig.27OperationMode6WaveformsofProposedCircuit