이제 본 설계 예제에서 사용한 스위칭 전원용 제어 IC, BM1P061FJ의 설정용 부품 선정에 대해 설명하겠습니다. AC/DC 컨버터 회로에는, 전원 회로로서의 기본 부품, 예를 들어 다이오드 브릿지나 트랜스와 같은 부품 이외에도 전원 IC의 보호 기능 동작 레벨이나 전류 제한치 등을 설정하기 위한 부품이 필요합니다. 이미 몇가지 부품에 대해 설명했으므로, 본 편에서는 기타 주요 부품에 대해 설명하겠습니다. VH 단자 저항 R1 VH 단자는 IC에 탑재된 기동 회로 (Starter)의 전원 단자이며, 650V의 내압을 지닌 단자입니다. AC 전원이 입력되면, 입력 필터로부터 다이오드 D1과 D2를 통해 정류된 전압이 R1을 통해 VH 단자에 인가되어, IC 내부의 기동 회로가 동작합니다. 이에 따라, ..

이번 편에서는 본 설계 예제에 채용된 스위칭 전원용 제어 IC BM1P061FJ의 전원전압 VCC를 생성하는 회로가 되는 다이오드 D5와 콘덴서 C2, 그리고 서지 제한용 저항 R9에 대해 설명하겠습니다. 먼저 이 회로의 목적과 동작에 대해 설명하겠습니다. 기본적으로 모든 IC는 자체적으로 동작하기 위한 전원이 필요합니다. 대부분의 전원 IC는 입력전압을 자체 전원으로서 이용합니다. 단, 대부분의 경우 IC의 전원 pin에 인가할 수 있는 전원은 DC 전압이며, 특별히 고내압 제품일 경우에도 60~80VDC 정도로, 40VDC 이하가 일반적입니다. 이 AC/DC 컨버터 설계에서, 입력은 85~264VAC를 허용하는 사양이므로, 1차측의 정류 전압은 400VDC 이상이며, 이것을 그대로 전원 IC의 전원전..

이번 편에서는 출력이 만들어지는 트랜스 T1의 2차측에 배치하는, 정류용 다이오드 D6과 출력 콘덴서 (Cout) C7 및 C8에 대해 설명하겠습니다. 먼저 이 부분의 동작을 간단히 설명하겠습니다. 트랜스 T1의 2차측에는, 1차측 MOSFET의 스위칭 (ON / OFF)으로 인해 생성된 에너지가 절연 배리어를 통해 전달됩니다. 이것은 ON / OFF를 반복하는 AC 전압이므로, 원하는 DC 전압으로 변환하기 위해, 여기에서는 1개의 다이오드 D6을 통해 다이오드 정류하여 DC화합니다. 정류된 전압에는 리플이 존재하므로, 리플을 평활하여 리플이 작은 DC 전압을 만들기 위해 출력 콘덴서 C7, C8을 사용합니다. 전체의 흐름으로서는, 「절연형 플라이백 컨버터의 기본 : 스위칭 AC/DC 변환」편에서 설명..

이번 편에서는 입력에 배치하는 입력 콘덴서 C1과 스너버 회로에 대해 설명하겠습니다. 여기에서 입력이란, AC 전압을 다이오드 브릿지에서 정류한 DC 고전압을 뜻합니다. 하기 회로도와 같이, 입력 콘덴서 C1과 스너버 회로 R4, C3, D3은 트랜스 T1의 1차 전압 라인, 즉 다이오드 브릿지의 정류 전압에 접속되어 있습니다. 회로 전체에 대해서는 「절연형 플라이백 컨버터 회로 설계」 편의 전체 회로도를 클릭하면 별도 창으로 확대 표시되므로, 참조하여 주십시오. 입력 콘덴서 C1 입력 콘덴서 CIN으로서 C1 450V / 100μF이 접속되어 있습니다. 이 콘덴서는 주로 2가지 역할을 하며, 기본적으로는 입력전압이 순간적으로 저하되거나 차단되는 것을 보완하기 위해 접속됩니다. 첫번째 역할은 AC 입력이..

「주요 부품 선정 – MOSFET 관련 제1장」에서 MOSFET Q1을 선정하였으므로, 이제 MOSFET 주변 회로를 구성해 보겠습니다. 먼저, 회로 동작을 복습하겠습니다. IC의 OUT (PWM 출력)으로부터의 신호는, MOSFET Q1이 바르게 동작하도록 D4, R5, R6을 통해 조정되어, MOSFET의 게이트를 구동합니다. MOSFET Q1은 트랜스 T1의 1차측에 입력된, 정류된 고전압을 ON / OFF하여, 그 에너지를 2차측으로 전달합니다. Q1은 ON 시에 Ids가 흐르지만 무제한으로 흘릴 수는 없으므로, R8을 사용하여 전류를 검출하고 제한을 실행합니다. 본 편에서는, MOSFET의 게이트 드라이브를 조정하는 회로, 다이오드 D4, 저항 R5, R6을 먼저 결정한 후, 다음으로 전류 제한..

트랜스 설계가 끝나면, 다음으로는 스위칭 소자를 선정합니다. 여기에서는 MOSFET Q1을 선정하고 관련 회로를 구성해 보겠습니다. 먼저 스위칭 전압 및 전류 등을 고려하여 MOSFET Q1을 선정합니다. 이 부분은 본 편에서 설명하겠습니다. 다음으로 MOSFET의 게이트 드라이브를 조정하는 회로, 다이오드 D4, 저항 R5, R6을 결정합니다. 그리고, 전류 제한과 슬로프 보상에 필요한 전류 검출 저항 R8도 결정합니다. 이 부분에 대해서는 다음 편 「주요 부품 선정 – MOSFET 관련 제2장」에서 설명하겠습니다. 그럼, 먼저 회로 동작에 대해 설명하겠습니다. IC의 OUT (PWM 출력)으로부터의 신호는, MOSFET Q1이 바르게 동작하도록 D4, R5, R6을 통해 조정되어, MOSFET의 게이..

트랜스 T1의 구조 설계 「제2장」입니다. 제1장에서는 하기 순서의 ①~④까지 설명하였습니다. 이번에는 ⑤~⑦에 대해 설명하겠습니다. 제1장 ①보빈 선정 ②유효 권선틀 확인 ③권선 구성 결정 ④연면 거리와 배리어 테이프 제2장 ⑤선재의 선정 ⑥결선도, 층 구성, 권선 사양 ⑦트랜스 사양 결정 ⑤ 선재의 선정 권선의 재료는 UEW (polyurethane enameled copper wires / 폴리우레탄 피막 동선), PEW (polyester enameled copper wires / 폴리에스터 피막 동선) 등이 일반적이지만, 소형 트랜스 등 연면 거리의 확보가 어려운 경우에는 3층 절연선을 활용합니다. 권선폭 전체에 감으면 결합도가 높아지므로, 권선폭 전체에 감을 수 있는 선 직경을 선정합니다. 선..

앞서 설명한 수치 산출에 이어, 트랜스 T1의 구조 설계에 대해 설명하겠습니다. 보통 전자부품만을 사용하여 설계하는 경우가 많은 분들에게는 코어 및 보빈, 권선을 조합하고, 경험치와 같은 요소도 필요로 하는 트랜스 설계는 생소하게 느껴질 수도 있습니다. 그러나, 전원 설계 특히 AC/DC 컨버터, 절연 컨버터에는 중요한 부품이므로, 적어도 본 내용을 통해 순서와 필요한 검토 사항에 대해 이해해두면 좋을 것입니다. 트랜스 T1의 구조 설계는 하기와 같은 순서로 진행합니다. ①보빈 선정 ②유효 권선틀 확인 ③권선 구성 결정 ④연면 거리와 배리어 테이프 ⑤선재의 선정 ⑥결선도, 층 구성, 권선 사양 ⑦트랜스 사양 결정 본 편에서는 「제1장」으로서 ①~④까지, 다음 「제2장」에서는 ⑤~⑦까지 설명하겠습니다. ①..

플라이백 컨버터에 필수인 트랜스 설계 시에는, 전원 사양을 바탕으로 트랜스 설계에 필요한 수치 산출부터 시작합니다. 기본적으로는 각각 제시된 식을 통해 계산합니다. 관련된 트랜스의 설계 정보는, 설계에 사용하는 IC1 의 어플리케이션 노트 등에 게재되어 있으므로, 참조하여 주십시오. 여기에서는 알기 쉽도록 설명할 부분의 회로도를 확대하여 게재하였습니다. 회로 전체에 대해서는 전편의 「예제 회로」를 참조하여 주십시오. 이 회로도는, 예제 회로의 트랜스 T1 부분을 발췌한 것입니다. 트랜스 T1은 입력인 1차측 권선 Np와 출력인 2차측 권선 Ns 이외에도 IC1의 VCC 전압을 생성하는 권선 Nd를 포함하고 있습니다. 트랜스 T1의 설계 순서 트랜스 T1 설계 시의 순서입니다. 하기의 순서에 따라 수치를 ..

그럼, 실제로 절연형 플라이백 컨버터 설계에 들어가겠습니다. 먼저, 예제용으로 선택한 제어 IC AC/DC용 PWM 컨트롤러 IC」를 사용한 회로도를 하기에 게재하였습니다. 이제부터는, 이 회로에 필요한 부품 선정 및 각 부분의 정수 계산 방법에 대해 설명하겠습니다. 이 회로는 앞서 결정한 「예제로서의 전원 사양」을 만족하도록 설계되어 있습니다. 예제로서의 전원 사양 입력전압 : 85~264VAC 출력 : 12VDC±5% / 3A 36W 출력 리플 전압 : 200mVp-p 절연 내압 : 1차 – 2차간 3kVAC 동작온도 범위 : 0~50℃ 효율 : 80% 이상 무부하 시 입력전력 : 0.1W 이하 입력전압은 필터를 통해, 전파 정류기 DA1과 C1에 의해 정류 및 평활화됩니다. 이렇게 정류된 DC 고전..

전원으로서의 사양이 결정되면, 설계의 두번째 순서로서 「제어용 전원 IC를 선택」합니다. 오늘날 전원 회로 설계에는 전원용 IC를 이용하는 것이 일반적입니다. 전원용 IC는, 제어 성능이 매우 우수할 뿐만 아니라, 다양한 보호 기능이 탑재되어 있어 설계가 용이하고 실장 면적 등의 면에서도 유리하기 때문에 두번째 순서로 정하게 됩니다. 본 편에서는 PWM 방식 플라이백 AC/DC 컨버터를 설계하기 위해, 예제로서 구체적인 전원 사양을 설정하고, 그에 대응하는 전원 IC를 결정해 보겠습니다. 전원의 사양은 「설계 시작을 위해 최소한으로 결정해 두어야 하는 사양」을 바탕으로, 일반적인 조건을 하기와 같이 설정하였습니다. 또한, 그 조건을 바탕으로 IC를 선택하기 위한 포인트에 대해서도 정리하였습니다. ・입력전..

절연형 플라이백 컨버터의 기본 내용을 확인했으니, 이제 설계의 순서에 대해 설명하겠습니다. AC/DC 컨버터뿐만 아니라, 대부분의 설계는 이와 같은 순서로 진행합니다. 먼저, 요구 사양을 확인하고 그 사양을 실현하기 위한 부품을 선택합니다. 여기에서 「제어용 전원 IC 선택」이라고 게재한 이유는, 최근 전원 설계에서 대부분의 경우 전원용 IC를 이용하기 때문이며, 실질적으로 전원 IC를 선택하고 그 IC를 중심으로 설계를 진행하게 됩니다. 다음으로 IC가 필요로 하는 부품을 선정하고, 정수 등을 계산합니다. 도면이 완성되면 프로토타입을 제작하여 성능을 평가한 후, 양산, 출하의 순서를 거치게 됩니다. 1. 요구 사양 결정 먼저 요구 사양을 명확히 확인합니다. 원래 이 항목이 가장 먼저 해야 하는 가장 중..

「설계 순서」 편에서 설명한 바와 같이, 설계를 시작하기 위해서는 전원으로서 어떤 성능과 특성을 구비해야 하는지, 전원의 사양이 결정되어야 합니다. 실제로 전원의 사양은 전원 설계자가 마음대로 정할 수 있는 것이 아닙니다. 사용하는 입력 전원 및 공급되는 부하가 요구하는 전압 정밀도 및 전류 등을 비롯하여, 효율 및 동작온도 범위 등 많은 확인 사항이 있으며, 이러한 확인 사항은 시스템 전체의 사양 및 급전하는 기판의 사양에 따라 결정됩니다. 그러나, 현실적으로 이러한 사양은 설계 시작 시점에서 명확히 결정되지 않습니다. 이는 전력을 공급받는 측도 어느 정도 설계를 진행하지 않으면 알 수 없는 부분이 많기 때문입니다. 그렇다고 해서, 모든 부분이 명확하게 결정될 때까지 기다린다면, 설계에 할당되는 기간은..

스위칭 전원의 동작에는 불연속 모드와 연속 모드가 있습니다. 이번 설계 사례에서는 불연속 모드 동작을 사용합니다. 하기 표에 각 모드의 특징과 장단점에 대해 정리하였습니다. 「동작」 항목의 파형은 트랜스의 1차 권선과 2차 권선에 흐르는 전류를 나타낸 것입니다. 연속 모드 동작에서는, 스위치 ON 시의 정류 다이오드 역회복 시간 (trr)*에 역전류가 흐르고, 이 역전류로 인한 손실이 발생합니다. 저전압 스위칭 DC/DC 컨버터의 경우는 정류 다이오드의 역전압이 낮아 역전류도 작아지므로, 출력 리플 전압 등을 고려하여 연속 모드를 사용하는 것이 일반적입니다. 반면에 AC/DC 컨버터의 경우는, 다이오드의 역전압이 높아 큰 역전류가 흐르므로, 손실도 커지게 됩니다. 따라서 이러한 역전류의 흐름을 억제하기 ..

플라이백 컨버터의 동작에 대해 조금 더 자세하게 설명하겠습니다. 오른쪽 회로는 PWM 제어의 플라이백 컨버터로, 연속 모드 동작입니다. 먼저 MOSFET가 ON되면, 트랜스의 극성이 반대이므로 트랜스의 1차측 권선에 전류가 흘러, 에너지가 축적됩니다. 이때, 다이오드는 OFF됩니다. 다음으로 MOSFET가 OFF되면, 축적된 에너지가 트랜스의 2차측 권선에서 다이오드를 통해 출력되고, 정류 및 평활을 통해 DC 전압을 생성합니다. 이러한 동작과 각 부분의 전압, 전류 파형을 하기와 같이 정리하였습니다. MOSFET가 ON되면, 트랜스의 1차측 권선에 전류가 흘러, 에너지가 축적된다. 이때, 다이오드는 OFF. MOSFET가 OFF되면, 축적된 에너지가 트랜스의 2차측 권선에서 다이오드를 통해 출력된다. ..

여기에서는 플라이백 변환 방식을 사용한 설계 사례를 통해, 플라이백 방식의 기본 회로와 특징에 대해 설명하겠습니다. 플라이백 컨버터에는 일반적인 PWM 제어 이외에 자려 (Self-excitation) 타입 RCC (Ringing Choke Converter)와 RCC에 공진 기술을 이용한 의사공진 타입의 3종류가 있으며, 100W 정도까지의 스위칭 전원에 자주 사용됩니다. 기본 회로는 그림과 같이 심플하며, 적은 부품수로 구성할 수 있습니다. 입력전압 (DC)을 스위칭 트랜지스터로 초핑하고, 스위칭 트랜스를 통해 2차측으로 에너지를 전달합니다. 2차측에서는 이를 정류하여 평활화함으로써 필요한 DC 전압으로 변환합니다. 실제의 회로에서는, 출력을 모니터링하여 스위칭 트랜지스터를 제어하는 귀환 및 제어 회..

먼저, 스위칭 방식의 AC/DC 변환에 대해 간단히 설명하겠습니다. 하기의 기본 회로와 파형을 참조하여 주십시오. 여기에서는 입력전압을 100VAC라고 가정하겠습니다. 이 100VAC를 먼저 다이오드 브릿지로 정류합니다. 이는 전파 정류입니다. 100VAC를 그대로 정류하는 것이므로, 다이오드 브릿지는 고전압을 견딜 수 있는 사양이 필요합니다. 100VAC는 피크치로 140V 정도가 됩니다. 다음으로 콘덴서를 사용하여 평활합니다. 이 역시 고전압 제품이 필요합니다. 원리적으로는 이 시점에서 AC/DC 변환을 실시하지만, 일반적인 DC 구동 회로에서 사용 가능한 DC 전압으로 하기 위해서는 이후에 몇 단계의 공정이 필요합니다. 정류기와 콘덴서를 통해 변환된 이 고압의 DC 전압은, 스위칭 소자의 ON / ..

지금까지, AC/DC 변환의 기초로서 하기의 항목에 대해 설명했습니다. ・AC/DC 변환에는, 트랜스 방식과 스위칭 방식이 있다. ・AC/DC 변환에서는, AC를 정류 / 평활을 통해 DC로 변환한다. ・트랜스 방식에서는, 평활화된 DC를 그대로 사용할 수도 있지만, 정밀도와 안정화가 필요하다면 DC/DC 변환을 통해 원하는 DC 전압으로 변환한다. ・스위칭 방식에서는, 대략적으로 AC의 피크 전압치의 DC를 취급하므로, 고내압의 부품이 필요하다. ・스위칭 방식의 정류 / 평활 후 DC로의 변환은, 입력이 고전압일 경우를 제외하고는 통상적인 스위칭 DC/DC 변환과 동일하다. ・AC/DC 변환 회로의 설계 시에는, 트랜스 설계가 동반된다. ・온 보드 설계 시에는, AC/DC 전원용 IC를 사용하는 편이 ..

디스크리트 구성을 사용할 것인지, 전원용 IC를 사용할 것인지에 대한 검토는 지속적으로 감소 추세이지만, 주로 온보드 전원을 설계한다는 관점에서 설명하겠습니다. 여러가지 견해가 있겠지만, 전원 IC를 사용하는 메리트를 생각하면, 전원 IC를 완벽하게 사용하는 것이 좋은 방법이라고 생각합니다. 전원 IC에는, 최적의 제어가 가능하도록 필요한 회로와 기능의 대부분이 탑재되어 있습니다. 따라서, 설계자가 이를 조정하면서 자신의 설계에 최적화함으로써, 완성도 높은 전원을 실현할 수 있습니다. 전원은 전원 메이커가 보유한 노하우의 집합체로서, 튜닝의 편이성 및 성능 면, 그리고 비용 면에서도 디스크리트 구성이 우수한 시대가 있었습니다. 그러나, 오늘날의 전원용 IC는 다양한 시장 요구를 반영하여, 간단하고 편리하..

디버그 및 최적화가 끝나면, 양산을 하기 위한 판단을 실시합니다. 이 때, 요구 사양을 완벽하게 만족할 수 없는 경우가 있습니다. 이러한 경우에는 꼭 필요한 사양을 만족시키기 위해 재설계가 필요하거나, 타협점을 찾아 전체적으로 목표치에 가까워지도록 트레이드 오프의 검토가 필요하기도 합니다. 이상으로 설계의 순서와 확인 항목을 모두 설명했습니다. 설계의 진척을 위해서는 확실한 계획뿐만 아니라, 문제에 유연히 대처할 수 있는 임기응변도 필요합니다. 키 포인트 ・프로토타입 평가에서는 레이아웃으로 기인하는 문제 등, 도면에서 예측할 수 없는 문제가 발생할 가능성이 있다. ・동작 마진은 반드시 체크한다. 마진이 없는 설계는 양산품의 수율 등에서 문제를 일으킨다.

도면 작성 및 부품 리스트를 완성하여, 기판 레이아웃이 완료되면, 프로토타입을 제작하여 성능을 평가합니다. 프로토타입 제작 시에는 먼저 기본 동작의 확인부터 시작합니다. 이 때, 어떤 동작이 정확한 동작인지 판단이 어렵다면, IC 메이커가 구비하고 있는 평가 보드를 이용하는 방법도 있습니다. 사양의 세세한 부분이 원하는 설계 사양과 맞지 않을 수도 있지만, 비교 검토의 대상으로 활용하도록 합니다. 평가 항목으로서 효율을 측정하게 되는데, 이 때 AC를 취급하는 파워미터 (전력계)가 있으면 편리합니다. 물론 전압계, 전류계, 클램프 전류계 등을 구사하여 측정할 수 있지만, 파워미터는 효율 그 자체를 표시할 수 있습니다. 또한, 반드시 오실로스코프를 사용하여, 각 포인트의 파형을 관찰하여 주십시오. 비정상적..

IC가 정해지면, 그 IC의 데이터시트 및 어플리케이션 예 등을 참고로 설계를 진행합니다. 이 때, 외장 콘덴서 및 저항 등의 정수를 결정하게 되는데, 스위칭 AC/DC 컨버터의 경우에는 트랜스 설계가 매우 중요합니다. 트랜스 설계는 다음과 같은 순서로 실시합니다. 먼저, 트랜스의 사이즈를 검토합니다. 전원 방식, 스위칭 주파수, 출력전력 등을 바탕으로 트랜스의 사이즈를 결정합니다. 다음으로, 자기 (磁気) 포화되지 않도록 메인 권선 (1차 권선)의 L값, 각 권선의 감는 횟수를 정한 후, 구조 설계를 시작합니다. 구조 설계에서는 결합도를 고려한 층 구성, 안전 규격을 고려한 연면 거리 확보, 그리고 보빈의 유효 스풀 (spool)에 감을 수 있는지의 여부를 확인하면서 선재의 굵기를 결정합니다. 이와 같..

사양이 결정되면, 이를 만족하는 전원 IC를 선택합니다. 앞서 기술한 바와 같이, 여기에서는 전원 IC 사용을 전제로 합니다. 요구 사항을 바탕으로 적합한 AC/DC 방식이 트랜스 방식인지 스위칭 방식인지, 강압인지 승압인지, 플라이백인지 포워드인지 등을 정하여 전원 IC를 선택하게 됩니다. 즉, 전원 IC 선택은 전원 방식의 결정을 의미합니다. 기본적으로 전원 IC는 특정한 방식으로만 대응할 수 있으므로, 결정한 방식의 IC를 선택하게 됩니다. 전원 IC를 사용한 설계에서는 전원 IC가 담당하는 부분이 크므로, 사용 IC에 따라 회로 및 부품이 결정됩니다. 다시 말하자면, IC를 중심으로 설계하게 된다고 해도 과언이 아닙니다. 전원 IC에는 다양한 종류가 있으며, 구비하고 있는 기능도 다양합니다. 전원..

첫번째 작업으로서 중요한 것은 요구 사양을 명확히 하는 것입니다. 본래는 이것이 가장 중요한 순서이지만, 전원 사양은 회로 기판 전체의 사양이 정해지지 않으면 결정할 수 없으므로, 설계 기간이 후반으로 갈수록 급하게 진행한다는 이야기를 자주 접하게 됩니다. 그렇다고 해서, 아무것도 정하지 않으면 설계가 진행되지 못하므로, 임시 사양으로서 필요한 전압과 추정되는 부하 전류를 바탕으로 시작해야 합니다. 스타트 시점에서 정해져 있어야 하는 항목은 하기와 같습니다. 입력 조건을 예로 들어, 해외에도 판매할 예정이라면 해당 국가의 전압 및 전세계에서 통용되는 유니버셜 입력 대응이 필요합니다. 또한, 국가에 따라서는 전압이 불안정한 지역도 있으므로 허용차의 범위를 어떻게 할지 등, 많은 검토 사항이 있습니다. 각각..

이번에는 AC/DC 변환 회로 설계의 순서에 대해 설명하겠습니다. 기초편이므로 대략적인 개요만 설명할 예정이지만, 작업 순서와 해당 항목을 확인하면서 설계하는 것이 중요합니다. 회로도를 이해하는 지식이 있더라도, 도면 작성 이외에 필요한 업무나 구체적인 순서는 직접 경험하는 수 밖에 없습니다. 그 이외에도, 경험을 바탕으로 한 업무 방식과 판단도 중요한 노하우입니다. 회로 설계를 위해서는 이론, 지식, 그리고 경험이 서로 보완되어 상승 효과를 얻을 수 있는 접근법이 필요합니다. 하기 그림은 대략적으로 분류하여 순서대로 나열한 표준적인 설계 순서입니다. 먼저, 설계의 사양을 정하고, 그 사양을 만족하는 IC를 선택한 후, 주변 부품을 선택하면서 설계를 진행합니다. 설계는 회로도뿐만 아니라, 기판 레이아웃의..

Buck은 벅이라고 발음하며, 강압이라는 의미입니다. Buck 컨버터는 다이오드를 통해 정류하는 강압 컨버터로서, 비절연 강압 스위칭 DC/DC 컨버터에 사용되는 대표적인 방식입니다. DC/DC 변환의 세계에서는 다이오드 정류 방식 및 비동기 방식이라고 불리우는 경우가 많습니다. 앞에서 게재한 포워드 방식과 비교하면, 트랜스를 사용하지 않으므로 1차측과 2차측이 절연되어 있지 않습니다. 절연이 불필요한 경우에는 트랜스를 사용하지 않는 Buck 방식이 간단합니다. Buck 방식은 트랜스를 통한 전압 조정이 없으므로, MOSFET 제어만으로 출력전압이 결정됩니다. 따라서, 출력으로부터의 귀환은 반드시 필요합니다. (그림에서는 생략) Buck 방식의 특징은, 회로 구성이 간단하다는 점입니다. 또한, 소전력의 ..

포워드 방식도 구성이 비교적 간단하여 제어가 용이하므로, 일반적으로 사용되는 방식 중 하나입니다. 특징으로서는, 플라이백 방식보다 대전력을 출력할 수 있지만, 인덕터와 플라이휠 다이오드 (D2)가 필요합니다. 또한, 플라이백과 동일하게 출력으로부터의 귀환을 포토 커플러를 통해 절연함으로써 절연 전원으로 사용할 수 있습니다. 동작은, MOSFET ON 시, 다이오드 D1이 ON되어, 인덕터를 통해 부하에 전류를 공급합니다. MOSFET OFF 시에는, 인덕터에 축적된 에너지를 다이오드 D2를 통해 부하에 전류를 공급합니다. 그림 23은 각 부분의 파형입니다. 포워드 방식은 트랜스를 한쪽 방향만 여자 (励磁 / Excitation)하므로, 트랜지스터가 OFF 상태일 동안에 트랜지스터에 축적된 에너지를 방출 ..

이전 포스팅에서, 트랜스 방식의 AC/DC 변환은 AC – Low AC – 정류 / 평활 (DC) – [옵션 : 안정화 DC] 그리고 스위칭 방식의 AC/DC 변환은 AC – 정류 / 평활 (DC) – 안정화 DC (AC – 정류 / 평활 – 안정화 DC) 와 같은 순서로 변환이 진행된다고 설명했습니다. 이번에는 각 방식에 있어서 상기 청색 부분에 해당하는 정류 / 평활에 의해 생성된 DC 전압을 원하는 안정화 DC 전압으로 변환하는 방식에 대해 설명하겠습니다. 스위칭 방식의 AC/DC 변환에 관해서는 이 공정을 「DC를 스위칭하여 AC로 변환하고, 그것을 다시 정류 / 평활하여 DC로 변환」이라고 표현해왔습니다. 그러나, 이 자체가 스위칭 DC/DC 변환이므로, 앞으로는 간략하게 「스위칭 DC/DC 변..

플라이백 방식은 100W 정도까지의 스위칭 전원에 자주 사용되는 방법입니다. 플라이백 방식에는 자려형 (自励型) RCC (Ringing Choke Converter), 타려형 (他励型) PWM 타입, RCC에 공진 기술을 이용한 의사 공진 타입의 3종류가 있습니다. RCC 타입은 시스템의 보조 전원 등, 주로 소전력 용도에서 사용되어 왔지만, PWM 타입에 비해 설계가 다소 복잡하고, 최근 PWM 타입 MOSFET 내장 IC가 보급됨에 따라 소전력 용도에서는 PWM 타입이 채용되는 경우가 많아졌습니다. 의사 공진 타입은 전용 IC로 제어하는데, PWM 타입보다 Low noise이며 손실이 작으므로, 일부 어플리케이션에서 사용되고 있습니다. AC/DC 변환에서는 스위칭 방식의 AC/DC 변환에 사용되는 경..

리니어 레귤레이터란 3단자 레귤레이터라고도 불리우며, 간단히 DC의 강압이 가능한 디바이스입니다. 기본적으로는 입력, 출력, GND의 3단자로 구성되며, 출력전압은 업계 표준 전압이 프리셋되어 있습니다. 그 외에도 외장 저항으로 출력을 가변할 수 있는 타입이나, ON / OFF 기능 (셧다운)이 내장되어 있는 제품도 있으며, 기능에 따라 단자 수는 달라집니다. 구조는 Op Amp를 사용한 귀환 (피드백) 루프 제어이며, 에러 앰프가 출력에서 귀환된 전압을 모니터링하여, 입력 및 출력 부하의 변동에 따라 출력전압을 일정하게 유지하도록 조정합니다. 스위칭 동작하지 않으므로, 스위칭으로 인한 노이즈 및 리플이 발생하지 않습니다. 사용법은 간단하지만, 사용 시 가장 고려해야 할 점은 손실＝열입니다. 그림 15와..