안녕하세요!
오늘은 DC-DC Converter에 대해서 알아보는 시간을 가져보려고 합니다.
1) DC-DC Converter가 뭔가요?
우리는 일상 생활에서 다양한 전자 기기를 사용하고 있는데요. 기기들마다 사용하는 DC 전압이 다르기 때문에 필요한 전압으로의 변환을 위해서 Converter를 사용하게 됩니다. 보통 AC 전압을 1차적으로 변환한 DC 전압(12V, 48V 등…)에서 각각의 전자기기가 필요로 하는 DC 전압(5V, 3.3V, 1V 등…)으로 바꿔주는데 이때 사용되는 것이 DC-DC Converter라고 할 수 있습니다.
2) DC-DC Converter의 분류
DC-DC Converter는 크게 Inductor 축적형, Capacitor 축적형으로 나뉘게 됩니다.
이번 시간에는 Buck, Boost, Buck-Boost로 구분되어 있는 Inductor 축적형에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
Inductor 축적형 Converter는 회로를 간단하게 하고 동적 수행 능력을 좋게 할 수 있다는 장점이 있지만, Isolation 특성이 좋지 않은 단점도 존재합니다.
① Buck Converter
: Buck Converter는 Output 전압을 Input 전압보다 낮춰주는 역할(Vin > Vout)을 합니다.
MOS-FET이 On 상태가 되면 Diode가 닫히며 Power Inductor L에 걸리는 전압 & 전류가 증가하게 됩니다.
반대로, MOS-FET이 Off가 되면 Inductor에 걸리는 전압 & 전류는 감소하게 됩니다. 이러한 MOS-FET의 동작 Duty cycle을 조절하여 Vout의 전압을 조절할 수 있습니다.
* CCM Mode : Continuous Conduction Mode의 약자로 연속 전도 모드를 의미하는데, 스위칭 되는 때에도 전류가 0이 되지 않는 Mode를 말함
② Boost Converter
: Boost Converter는 Buck Converter와는 반대로 Vout > Vin으로 Output 전압을 Input 전압보다 높게 만들어주는 역할을 합니다. 회로 구조는 Buck Converter와 다르지만 MOS-FET이 On 상태가 되면 Inductor에 전압 & 전류가 증가하고 반대의 경우는 감소하게 되는 원리는 같습니다. 하지만 아래와 같이 회로에서 나오는 수식으로 확인할 수 있듯이 출력 전압이 입력 전압보다 커진다는 것을 알 수 있습니다.
③ Buck-Boost Converter
: Buck-Boost Converter는 위의 Buck & Boost 기능을 할 수 있는 역할을 하며, 출력 전압은 MOS-FET의 Duty에 의하여 출력 전압이 입력 전압보다 크거나 작아지는 원리를 가지고 있습니다.
이처럼 Inductor 축적형 Converter의 종류에 대해서 알아보았고 하기와 같이 정리를 할 수 있습니다.
또한, DC-Converger에 사용되는 무라타 상품으로서는 다양한 MLCC, Power Inductor, Thermistor 등이 있습니다.
이들은 무라타 홈페이지를 통해서 확인 부탁드리겠습니다.
감사합니다.
※그림 및 영상 출처 : 무라타 자료
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Murata Manufacturing Co., Ltd.는 무라타 제작소는 세라믹을 기반으로 전자부품의 개발・생산・판매를 하고 있으며 세계적인 통합전자부품 기업입니다. 독자적인 개발 및 재료 개발, 프로세스 개발, 상품 설계, 생산 기술들을 서포트하는 소프트웨어나 분석 · 평가등의 기술 기반으로 독창적인 제품을 창출해 일렉트로닉스 사회의 발전에 기여해 갈 것입니다.
