전압 왜곡이란 무엇인가요?
전압 왜곡은 AC 출력이 순수 정현파이지만 기본 정현파 주파수 외에 작은 수준의 전압 고조파가 있는 경우 발생합니다. 이러한 낮은 수준의 전압 왜곡은 오실로스코프에서 확인하기 어려운 경우가 많으며 정량화하려면 전력 분석기 또는 고조파 분석기가 필요합니다. 왜곡은 일반적으로 고조파의 RMS 진폭과 첫 번째 고조파 또는 기본의 RMS 진폭(h=1) 사이의 비율을 기준으로 기본의 백분율(%)로 표시됩니다.
Vthd %가 낮을수록 프로그래밍 가능한 AC 전원이 더 우수합니다.
원인은 무엇인가요?
전압 왜곡에 영향을 줄 수 있는 몇 가지 요인이 있으며, 그 중 일부는 비선형 부하의 영향과 관련이 있습니다. 그러나 프로그래밍 가능한 AC 소스의 상대적인 성능을 비교하려면 순수 저항 부하를 사용하여 전원 성능에 대한 부하의 영향을 중화시키는 것이 가장 좋습니다. 그러면 AC 전원의 고유한 전압 왜곡만 남게 됩니다.
스위치 모드 AC 전원(일명 클래스 D 증폭기)의 경우 왜곡의 가장 큰 원인은 각 전압 제로 크로싱에서 발생하는 크로스 오버 왜곡입니다. 스위치 모드 AC 전원은 H 브리지 FET 또는 IGBT를 온/오프 상태로 전환하기 때문에 H 브리지의 양극과 음극 절반 사이의 스위칭 주기가 겹칠 수 없습니다. 만약 겹친다면 H-Bridge의 양극과 음극 DC 레일 사이에 직류 경로가 생성되어 전원 장치에 과도한 전류가 흐르게 됩니다. 이 상태를 흔히 슛스루라고 하며, 항상 H 브리지 또는 파워 앰프 출력단에 고장을 일으킵니다. 이를 방지하기 위해 H 브리지의 한쪽을 끄고 반대쪽을 켜는 사이에 일정량의 '데드 타임'이 필요합니다. 이 데드 타임으로 인해 출력 사인파가 0에 도달하기 직전에 정지하여 전압이 한 쪽에서 다른 쪽으로 점프하면서 일시적인 중단이 발생합니다. 이러한 필수 현상을 크로스 오버 왜곡이라고 하며 그림 1에 설명되어 있습니다. 이러한 비선형 전압 단계에는 많은 고조파 성분이 포함되어 있어 전체 전압 THD에 영향을 미칩니다.
왜 중요한가요?
프로그래밍 가능한 AC 전원은 AC 전원 제품을 설계, 테스트 및 검증하는 데 사용되므로 고도로 왜곡된 AC 사인파는 테스트 중인 장치에 부정적인 영향을 미칩니다. 라인 주파수가 더 높은 주파수에 민감한 경우 몇 퍼센트의 왜곡도 부하에 영향을 미칠 수 있습니다. 스위치 모드 증폭기 데드 타임은 일반적으로 고정되어 있으므로, 감소하는 사인파 주기의 더 큰 부분이 되어 프로그래밍된 출력 주파수가 높아질수록 그 영향은 증가합니다. 따라서 모든 PWM AC 전원은 더 높은 주파수에서 더 높은 왜곡 사양을 갖습니다. 주파수가 수천 헤르츠에 달하는 항공 전자 애플리케이션의 경우 이러한 주파수에서 높은 수준의 THD는 일반적으로 용납할 수 없습니다.
선형 AC 전원
최고 성능의 프로그래밍 가능 AC 전원 중 하나는 리니어입니다. 클래스 D가 아닌 클래스 AB 증폭기이기 때문에 제로 바이어스이며 데드 타임이 필요하지 않습니다. 따라서 왜곡 사양이 스위치 모드(PWM) 유형 전원보다 훨씬 낮습니다.
예를 들어, 표는 두 개의 동급 전원 AC 전원인 115ASX PWM 스위치 모드 장치와 112MX 선형 장치에 대한 전압 왜곡 사양을 보여줍니다.
애플리케이션에 가장 적합한 프로그래밍 가능한 AC 전원을 선택하려면 전압 왜곡 사양에 주의를 기울여야 합니다. Pacific Power Source의 LMX 시리즈 선형 AC 전원은 왜곡이 적은 가장 깨끗한 전력을 제공합니다. 애플리케이션 전문가에게 문의하여 이 솔루션이 귀사에 적합한지 확인하세요.