전력변환 계산기

AC/DC 정류회로, DC-DC 컨버터, 변압기 계산, 전력 효율 분석. 전력전자 설계의 핵심 도구!

AC/DC 정류회로 계산

정류회로도

반파 정류 RL
Vdc = 0.318 × Vac
전파 정류
Vdc = 0.636 × Vac

정류 결과

DC 출력 전압

140.0 V

DC 출력 전류

1.4 A

리플 전압

5.2 V

정류 효율

81.0%

출력 파형

DC-DC 컨버터 계산

컨버터 토폴로지

Buck Vo = D×Vin
Boost Vo = Vin/(1-D)
Buck-Boost Vo = -D×Vin/(1-D)

컨버터 결과

듀티 비율 (D)

0.42 (42%)

인덕터 값

47 μH

출력 커패시터

220 μF

예상 효율

92.5%

스위칭 파형

변압기 계산

변압기 구조

1차 N1 2차 N2 V2/V1 = N2/N1

변압기 결과

권선 비율 (N2/N1)

1:9.17

1차 전류 I1

0.55 A

1차 권선 수 N1

498 회

2차 권선 수 N2

54 회

전력 용량

120 W

변압 특성

효율 분석

효율 미터

85%
60%70%80%90%95%

효율 분석 결과

입력 전력 Pin

102.0 W

출력 전력 Pout

100.0 W

손실 전력 Ploss

2.0 W

효율 η

98.0%

발열량

2.0 W

효율 vs 부하 특성

전력변환 이론 및 공식

정류회로

반파: Vdc = 0.318 × Vac

전파: Vdc = 0.636 × Vac

리플: Vr = Idc/(4πfC)

다이오드 정류를 통한 AC→DC 변환

DC-DC 컨버터

Buck: Vout = D × Vin

Boost: Vout = Vin/(1-D)

인덕터: L = (Vin-Vout)×D/(ΔI×f)

스위칭을 통한 전압 변환

변압기

전압비: V2/V1 = N2/N1

전류비: I1/I2 = N2/N1

권선 수: N = V/(4.44×f×Bm×A)

전자기 유도를 통한 절연 변압

효율 분석

효율: η = Pout/Pin × 100%

손실: Ploss = Pin - Pout

발열: Q = Ploss × 3600 J/h

에너지 변환 효율 최적화

실무 설계 가이드

설계 주의사항

  • • 스위칭 손실 및 전도 손실 고려
  • • 열 관리 및 방열판 설계
  • • EMI/EMC 규격 준수
  • • 안전 마진 20% 이상 확보

모빌리티 설계 팁

  • • 배터리 전압 범위 대응 설계
  • • 차량 환경 온도 고려 (-40~85°C)
  • • 진동/충격 내성 확보
  • • 기능안전(ISO 26262) 대응

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