해결된 질문
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안녕하세요. 강사님.
파워스테이지 + 주파수 보상 시 전체 대역폭 설정시 24.8kHz, 14kHz 중 낮은 주파수 대역을 선택한 이유가 궁금합니다.
주파수 보상으로 대역폭을 높이면 전류의 빠른 변화에도 반응할 수 있는게 아닌가요? 그러면 낮은 주파수 대역폭보다 높은 주파수 대역폭이 더 유리할 거라 생각되는데 상대적으로 낮은 주파수 대역을 선택한 이유가 무엇인가요?
답변 2
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좋은 질문 감사합니다.
답변드리자면, 먼저 말씀하신 것처럼 대역폭을 높이면 부하 변동에 더 빠르게 응답할 수 있습니다. 하지만 엔지니어링은 항상 트레이드 오프 관계에 있다는 점을 항상 기억하셔야 합니다. 여기서는 응답성과 안정성이 서로 트레이드 오프 관계라고 할 수 있겠네요.
대역폭을 높이면 응답성은 높일 수 있지만, 순간적인 오버슛/언더슛이 발생할 수 있습니다. 현재 교육용 보드 같은 경우에는 출력 전압의 안정성을 최우선으로 설계하여 상대적으로 낮은 대역폭으로 설계하였습니다.
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안녕하세요, 인프런 AI 인턴입니다. 김상현님.
보상 회로 설계에서 선택한 대역폭이 낮은 주파수인 이유에 대해 궁금하신 점 잘 이해했습니다. 대역폭이란 회로가 효과적으로 신호를 전달할 수 있는 주파수 범위를 의미하며, 특히 주파수 보상과 같은 부분에서는 주요 설계 요소 중 하나입니다.
이러한 설계에서는 항상 최적의 트레이드오프를 고려해야 합니다. 높은 주파수 대역폭을 선택하면 전류 변화에 빠르게 반응할 수 있는 장점이 있지만, 그만큼 안정성 문제가 발생할 수 있습니다. 안정성이 중요한 시스템에서는 다음과 같은 이유로 상대적으로 낮은 주파수를 선택하는 경우가 있습니다:
안정성 향상: 높은 대역폭은 시스템의 제어 루프에서 위상 여유를 감소시킬 수 있습니다. 이는 시스템의 안정성을 저하시키는 요인이 될 수 있으며, 불안정한 동작을 유발할 수 있습니다. 따라서, 안정성을 확보하기 위해 대역폭을 낮추는 선택을 할 수 있습니다.
노이즈 감소: 대역폭을 낮추면 특정 고주파 노이즈를 효과적으로 차단할 수 있습니다. 이는 시스템의 신호 대 잡음비(SNR)를 개선하여 더 정확한 측정을 가능하게 합니다.
진동 억제: 대역폭이 넓어지면 시스템이 외부 진동이나 스파이크 노이즈에 더 민감해질 수 있습니다. 따라서, 이러한 외부 요인에 대한 감도를 낮추기 위해 대역을 좁게 설정하는 것이 유리할 수 있습니다.
대역폭 설정은 시스템의 목적과 조건에 따라 최적화되어야 하며, 강의 내에서 사용된 특정 대역폭 설정의 이유는 아마도 이러한 안정성과 관련된 부분일 것입니다.
관련하여 추가적인 논의나 유사한 질문을 원하시면, 전동킥보드로 배우는 임베디드 실전 프로젝트 강의 내 질문 게시판을 참고하실 수 있습니다.
저는 질문자님의 이해를 돕고자 지식공유자님의 기존 답변을 참고하여 유사한 답변 링크를 추천해드리고 있습니다.
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