DC-DC Converter 종류

 

Switching Regulator는 크게 AC-DC Converter와 DC-DC Converter로 분류된다.

AC-DC Converter는 교류인 AC 전압을 입력하여 직류인 DC 전압으로 변환하여 출력하는 회로이다.

AC-DC Converter는 교류인 AC 전압이 정류회로를 지나간 이후론 DC-DC Converter와 동일하게 작용한다.

DC-DC Converter는 직류인 DC 전압을 입력하여 DC 전압으로 변환하여 출력하는 회로이다.

DC-DC Converter는 AC-DC Converter처럼 전원의 형태를 바꾸기보다는 전압의 크기를 변환시키는 역할을 한다.

 

DC-DC Converter는 비절연형과 절연형이 있다.

절연형은 입력(1차측)과 출력(2차측)이 절연되어있는 구조이며 입력(1차측)과 출력(2차측) 사이의 절연은 트랜스포머를 사용한다.

비절연형은 입/출력 간 도통이 되므로 동일한 회로 내에서의 전압 변환에 사용하며 특이한 환경이 아니면 비절연형을 주로 사용한다.

 

비절연형 또는 절연형 컨버터를 설계할 때에는 적합한 회로 방식이 있다.

회로 방식에 따라 구성되는 부품 및 동작 원리가 다르다.

비절연형 컨버터에는 비동기정류방식과 동기정류방식이 있다.

절연형 컨버터에는 플라이백, 포워드, Push-pull, Half/Full Bridge 방식이 있다.

 

DC-DC Converter는 회로 구성에 따라 강압(Buck), 승압(Boost), 반전(Inverting), 승강압(Buck-Boost)과 같이 설계 환경에 맞게 자유자재로 변환이 가능하며 효율이 높다.

종류에 따라 다르지만 최대 95% 효율이 가능하지만 부하 전류가 작을수록 효율이 크게 낮아진다.

 

DC-DC Converter 회로에는 Controller IC 주위에 캐패시터, 저항, FET, DIODE 등 부가적인 소자가 필요하며 그에 따라 설계가 복잡하다.

제조사에서 Application Note 및 Evaluation Board를 제공하여 회로의 기본적인 틀은 해결이 된다.

 

DC-DC Converter는 스위칭 동작으로 출력 전압을 제어함으로 노이즈 및 리플이 발생한다.

노이즈는 제품에 악영향을 주고 EMI 평가에서도 영향을 주어 매우 번거롭다.

 

마지막으로 DC-DC Conveter는 설계에 있어서 장점과 단점을 파악하고 설계 환경과 목적에 맞는 방식을 선택해야 된다.