Comparative Analysis of Internal Power Loss Modeling and Conversion Efficiency for Major PFC Topologies Using Load Current-dependent Loss Factors

본 논문에서는 주요 역률 교정(PFC, Power Factor Correction) 회로 구조의 전력 변환 효율 및 내부 손실을 체계적으로 분석하기 위한 정밀한 이론적 방법론을 제안한다. 이를 위해 등가 회로 모델에 기반한 정상 상태 분석을 수행하였으며, 부하 전력 및 전류와의 상관관계에 따라 세부적으로 범주화된 '손실 계수(Loss factors)'의 개념을 새롭게 도입하였다 또한 주요 전력 소자별 손실 계수를 상세한 도표와 그래프 형식으로 가시화함으로써, 각 성분이 전체 시스템 효율에 미치는 영향력을 설계자가 직관적으로 파악할 수 있도록 구성하였다. 제안된 해석 모델의 타당성을 객관적으로 검증하고자 400W급 역률 교정 회로를 실험 대상으로 선정하여 손실 분석을 수행하고, 이를 실제 측정된 데이터와 비교분석하였다. 연구 결과, 최대 부하 조건에서 도출된 이론적 계산 효율과 실측 효율 간의 오차가 0.5% 이내인 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 본 논문에서 제시한 부하 전류 의존형 손실 계수 통합 모델링 기법이 매우 높은 수준의 정확성을 보유하고 있음을 입증하며, 향후 다양한 역률 교정 회로의 성능 분석 및 최적 설계 과정에서 매우 유효한 도구로 활용될 수 있음을 보여주었다.