5급 공채 2차

2022년 5급 공채 기술 2차 전력전자공학

문제 3개 · 50점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (15점)

다음 Buck 컨버터에서 입력전압(V_{{i n}})이 100[V]이고, 스위칭 주파수는 100[kHz]이며, 출력전압(V_{o})을 40[V]로 제어하려고 한다. 부하 R \,에서 소비되는 전력이 100～200[W]일 때, 다음 물음에 답하시오. (단, 스위치 S, 다이오드 D는 이상적이며, 커패시터 C \,는 출력전압의 리플을 무시할 수 있을 정도로 충분히 크다) (총 15점)
[그림]
  1. (1) 인덕터 전류(i_{L})가 연속전류모드로 동작할 경우, 정상상태의 인덕터 전압과 스위치의 시비율(d)을 이용하여 전압전달비(\frac{{V_{{o}}}}{{V_{{" \in "}}}})를 유도하시오. (5점)
  2. (2) 인덕터 전류(i_{L})가 연속전류모드로 동작하기 위한 인덕터의 최솟값(L_{{\min}})을 구하시오. (5점)
  3. (3) 인덕터 L 값만을 최솟값(L_{{\min}})의 2배로 증가시킬 때, 인덕터 전류(i_{L})의 최댓값을 구하시오. (5점)

제2문 (15점)

다음 그림과 같은 단상 PWM 컨버터에서 입력전압(v_{s})의 실횻값은 220[V], 주파수는 60[Hz]이고, 출력전압(v_{o})의 평균값은 400[V]이다. 다음 물음에 답하시오. (단, L = 2 \,[mH], R = 20 \,[Ω], C \,는 전압 리플을 무시할 수 있을 만큼 충분히 크고, 입력 역률은 1이다) (총 15점)
[그림]
  1. (1) 단극성(Unipolar) PWM 및 양극성(Bipolar) PWM에 대하여 설명하시오. (4점)
  2. (2) i_{{s}}의 실횻값[A]을 구하시오. (4점)
  3. (3) v_{{i}}의 실횻값[V]을 구하시오. (4점)
  4. (4) 부하저항 R \,에서 소비되는 전력[W]을 구하시오. (3점)

제3문 (20점)

단상 위상제어정류기에서 입력전압(v_{s})과 입력전류(i_{s})의 파형은 그림과 같다. 다음 물음에 답하시오. (단, 입력전압의 실횻값은 200[V]이다) (총 20점)
[그림]
[그림]
  1. (1) 출력전압(v_{o})의 파형을 그리시오. (5점)
  2. (2) 출력전압(v_{o})의 평균값[V]을 구하시오. (5점)
  3. (3) T_{1}에 인가되는 전압(v_{T}_{1})을 그리시오. (5점)
  4. (4) 역률을 구하시오. (5점)