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적응형 스위칭 주파수를 통해 높은 변환 효율을 갖는 휴대용 단말 충전기
이혜은(Hae Eun Lee),백대령(Dae Ryeong Baek),남진송(Jin Song Nam),조영균(Young-Kyun Cho) 한국정보기술학회 2021 Proceedings of KIIT Conference Vol.2021 No.11
본 논문에서는 조도에 따라 벅 변환기의 스위칭 주파수를 변경하여 낮은 부하 조건에서 높은 전력 변환 효율을 갖는 휴대용 단말 충전기 (Mobile Solar Charger, MSC)를 제안하였다. 제안된 MSC에 사용된 벅 변환기의 스위칭 주파수는 조도 센서의 출력 저항에 따라 연속적으로 변경되어, 낮은 출력 리플 특성과 높은 변환 효율을 갖게 한다. 벅 변환기 모듈은 신뢰도 및 재현성 향상을 위해 인쇄 회로 기판에 제작하였으며, 1 A 부하 전류 내에서 12 V의 입력전압을 5 V 전압으로 조절한다. 제작된 벅 변환기는 25~250 kHz 범위에서 동작 주파수 조절이 가능하며, 적응형 스위칭 주파수 특성으로 인해 모든 부하 조건에서 80% 이상의 변환 효율을 갖는다. This paper presents a mobile solar charger that features a high conversion efficiency under light load condition by changing the switching frequency of the buck converter according to the illuminance. The output resistance of the illuminance sensor automatically and continuously changes the switching frequency of the pulse width modulator, resulting in low output voltage ripple and high conversion efficiency. The proposed buck converter was fabricated on a printed circuit board to improve reliability and reproducibility, and it regulated the output to 5 V with input voltage of 12 V, and the maximal load current was 1 A. The implemented buck converter produced an adjustable operating frequency in the range of 25~250 kHz, and showed a conversion efficiency of over 80% under all load conditions.