DC-DC 컨버터는 DC 입력 전압을 받아들이고 DC 출력 전압을 제공하는 장치입니다. 출력 전압은 입력보다 클 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이들은 부하를 전원 공급 장치에 일치시키는 데 사용됩니다. 가장 간단한 DC-DC 컨버터 회로는 전원 공급 장치에 대한 부하의 연결 및 분리를 제어하는 스위치로 구성됩니다.
기본 DC-DC 컨버터는 부하에서 트랜지스터 나 다이오드와 같은 스위치를 통해 인덕터 또는 커패시터와 같은 에너지 저장 장치로 전달되는 에너지로 구성됩니다. 선형 전압 조정기 또는 스위치 모드 조정기로 사용할 수 있습니다. 선형 전압 조정기에서 트랜지스터의 기본 전압은 제어 회로에 의해 구동되어 원하는 출력 전압을 얻습니다. 스위치 모드 레귤레이터에서 트랜지스터는 스위치로 사용됩니다. 스텝 다운 컨버터 또는 벅 컨버터에서 스위치가 닫히면 인덕터는 전류를 부하로 흐르게하고 스위치가 열리면 인덕터는 저장된 에너지를 부하에 공급합니다.
DC-DC 컨버터의 3 가지 카테고리
- 벅 컨버터
- 부스트 컨버터
- 벅 부스트 컨버터
벅 컨버터 : 벅 컨버터는 높은 입력 전압을 낮은 출력 전압으로 변환하는 데 사용됩니다. 이 컨버터에서 지속적인 출력 전류는 더 적은 출력 전압 리플을 제공합니다.
부스트 컨버터 : 부스트 컨버터는 낮은 입력 전압을 높은 출력 전압으로 변환하는 데 사용됩니다. 에 스텝 업 컨버터 또는 부스트 컨버터, 스위치가 닫히면 부하가 인덕터를 통과하는 전류를 통해 충전되는 커패시터에서 전압 공급을 받고 스위치가 열리면 부하가 입력단과 인덕터에서 공급됩니다.
벅 부스트 컨버터 : 벅 부스트 컨버터에서 출력은 소스 전압에 따라 더 높거나 낮게 유지 될 수 있습니다. 소스 전압이 높으면 출력 전압이 낮고 소스 전압이 낮 으면 출력 전압이 높습니다.
부스트 컨버터
여기에서는 부스트 컨버터에 대한 간략한 세부 정보를 아래에서 설명합니다
Boost Converter는 간단한 변환기입니다. DC 전압을 낮은 레벨에서 높은 레벨로 변환하는 데 사용됩니다. 부스트 컨버터는 DC-DC 컨버터라고도합니다. 부스트 컨버터 (DC-DC 컨버터)는 1960 년대 초에 개발되었습니다. 이 컨버터는 반도체 스위칭 장치를 사용하여 설계되었습니다.
- 부스트 컨버터를 사용하지 않는 경우 : 반도체 스위칭 장치에서 선형 조정 회로 (DC 전력 조정 회로)는 조정되지 않은 입력 공급 장치 (AC 전원 공급 장치)의 전압에 액세스하며 이로 인해 전력 손실이 발생합니다. 전력 손실은 전압 강하에 비례합니다.
- 부스트 컨버터 사용 : 스위칭 장치에서 컨버터는 조정되지 않은 AC 또는 DC 입력 전압을 조정 된 DC 출력 전압으로 변환합니다.
대부분의 부스트 컨버터는 SMPS 장치에 사용됩니다. AC 주전원으로부터의 입력 공급 액세스가있는 SMPS, 입력 전압은 커패시터와 정류기를 사용하여 정류 및 필터링됩니다.
부스트 컨버터의 작동 원리 :
전력 회로 설계자는 소스 전압과 비교할 때 출력 전압이 항상 높기 때문에 대부분 부스트 모드 컨버터를 선택합니다.
- 이 회로에서 전력 단은 두 가지 모드로 작동 할 수 있습니다. CCM (Continuous Conduction Mode).
- 불연속 전도 모드 (DCM).
1. 연속 전도 모드 :
부스트 컨버터 연속 전도 모드
부스트 컨버터 연속 스위칭 모드는 인덕터, 커패시터 및 입력 전압 소스와 하나의 스위칭 장치 인 주어진 구성 요소로 구성됩니다. 이 인덕터에서 전력 저장 요소 역할을합니다. 부스트 컨버터 스위치는 PWM (펄스 폭 변조기)에 의해 제어됩니다. 스위치를 켜면 인덕터에서 에너지가 발생하고 더 많은 에너지가 출력으로 전달됩니다. 변환 가능 고전압 커패시터 저전압 입력 소스에서. 입력 전압은 항상 출력 전압보다 큽니다. 연속 전도 모드에서는 입력 전압에 비해 전류가 증가합니다.
2. 불연속 전도 모드 :
부스트 컨버터 불연속 조건 모드
불연속 전도 모드 회로는 인덕터, 커패시터, 스위칭 장치 및 입력 전압 소스로 구축됩니다. . 인덕터는 연속 전도 모드와 동일한 축전 소자입니다. 불연속 모드에서 스위치가 켜져 있으면 에너지가 인덕터로 전달됩니다. 그리고 스위치가 일정 시간 동안 꺼져 있으면 다음 스위칭 사이클이 켜질 때 인덕터 전류가 0에 도달합니다. 출력 커패시터는 입력 전압과 관련하여 충전 및 방전됩니다. 출력 전압은 연속 모드에 비해 낮습니다.
장점 :
- 높은 출력 전압 제공
- 낮은 작동 듀티 사이클
- MOSFET의 낮은 전압
- 왜곡이 적은 출력 전압
- 라인 주파수가 있어도 좋은 품질의 파형
신청 :
- 자동차 애플리케이션
- 전력 증폭기 애플리케이션
- 적응 형 제어 애플리케이션
- 배터리 전원 시스템
- 가전
- 통신 애플리케이션 배터리 충전 회로
- 히터 및 용접기에서
- DC 모터 드라이브
- 역률 보정 회로
- 분산 전력 아키텍처 시스템
DC-DC 컨버터의 작동 예
여기에서는 다양한 DC 작동 회로에 전원을 공급하는 간단한 DC-DC 컨버터 회로를 제시합니다. 최대 18V DC의 DC 전원 공급 장치를 제공 할 수 있습니다. 제너 다이오드 ZD의 값을 변경하여 출력 전압을 간단히 선택할 수 있습니다. 회로에는 전압 및 전류 조정이 모두 있습니다.
회로 구성 요소 :
- LED
- 18V 배터리
- 전압 조정기로 사용되는 제너 다이오드
- 스위치로 작동하는 트랜지스터.
시스템 작동 :
회로의 입력 전압은 18V 500mA 변압기 기반 전원 공급 장치에서 얻습니다. 배터리의 입력 전압을 사용할 수도 있습니다. 전원 공급 장치의 18V DC는 중전 력 트랜지스터 BD139 (T1)의 컬렉터 및베이스에 제공됩니다. 저항 R1은 T1의베이스 전류를 제한하여 출력 전압이 전류 조정이되도록합니다.
제너 다이오드 ZD는 출력 전압을 조절합니다. 출력 전압을 고정하기 위해 적절한 제너 값을 선택하십시오. 예를 들어 제너 다이오드가 12V 다이오드 인 경우 회로는 출력에서 12V DC를 제공합니다. 다이오드 D1은 극성 보호기로 사용되며 LED는 전원 켜기 상태를 제공합니다. 여기서는 트랜지스터에 대한 기본 전압이 제너 다이오드 전압에 따라 원하는 출력을 얻도록 제어되는 선형 모드에서 DC-DC 컨버터를 사용했습니다.
DC-DC 컨버터 유형과 유형에 대한 주제를 명확하게 이해 하셨기를 바랍니다. 이 주제 또는 전기 및 전자 프로젝트에 대한 질문이 있으면 아래에 의견을 남겨주세요.
