영점 전압 스위칭의 토폴로지

ZVS 토폴로지는 세 개의 병렬 경로 구성된다. 맨 위에부터 기계식 스위치와 전환 경로 그리고 흡수 장치이다. 기계식 스위치가 스위칭시 입게 되는 피해를 감소시키기 위해 개발 된 기술로 기계식과 반도체를 혼합한 하이브리드 스위치라고 한다.

 위의 3개의 파형은 각각 1 : 기계식 스위치, 2 : 전환 경로, 3 : 흡수 장치에 전류를 나타내며,

 7개의 구간(interval)으로 나누어 토폴로지를 설명할 수 있다.

 

INTERVAL 0 : OFF 상태 중에는 스위치에 의해 전류가 흐르지 않는다. 그리고 공칭 회로 전압이 하이브리드 스위치에 걸쳐 나타난다. 하이브리드 스위치가 ON으로 명령되면 즉시 INTERVAL 1이 입력된다.

 

INTERVAL 1 : 반도체 스위치가 ON, 전류가 증가한다(2번 파형을 보면 된다.).

 

INTERVAL 2 : 기계식 스위치(1번 파형)가 닫힌다. 이미 전도된 반도체 경로는 스위치 접점의 bounce erosion(튕김 침식)을 방지한다. 기계식 스위치는 제로 전압 전환 조건하에서 닫힌다. 즉, 반도체로 구성된 전환 경로를 통하여 흐른 전류의 0점이 발생한 것이다. 기계식 스위치의 상태 저항이 낮기 때문에 전류가 전환 경로에서 기계식 스위치로 강제 전달된다. 그리고 전환 경로가 OFF되면 다음 구간이 입력된다. 

 

INTERVAL 3 : 전류가 기계식 스위치를 통해 흐를 때가 하이브리드 스위치의 정상 전도 상태임을 의미한다. 따라서 이 간격 동안 기계적 스위치의 접촉 저항이 작기 때문에 스위치 내의 소산이 낮다. 전환에서의 손실이 적다는 의미이다.

 

INTERVAL 4 :  IV 간격 시작 시 전환 경로를 켜면 하이브리드 스위치의 종료가 시작된다.

 

INTERVAL 5 : 기계식 스위치의 접점이 열린다. 전환 경로가 이미 켜져 있기 때문에 O점 전압 전환 조건 하에서 스위치가 열린다. 영전압 상태에서 접점을 열어 아크를 방지하거나 감소시킨다. 전류는 강제로 전환 경로로 흐르게 된다. 

 

INTERVAL 6 : 이 구간이 시작될 때 전환 경로의 반도체에 의해 전원이 종료된다. 전류는 에너지 흡수 장치로 전환되어 흐른다. 이 간격에서 에너지 흡수 장치는 회로의 유도 에너지와 소스에 의해 전달되는 에너지를 모두 소멸시킨다.

 

기존 DC 스위치에서 이 에너지는 접점 사이에 형성된 호에 의해 소산된다. 

 

총 꺼짐 및 에너지 소산 간격 0을 다시 입력한 후.