[Converter] AC to DC 컨버터: 트랜스 방식 vs 스위칭 방식 (2)

 

 

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안녕하세요.

AC(교류)를 DC(직류)로 변환하는 컨버터는 다양한 전자 기기에서 필수적으로 사용됩니다. 전자 기기의 대부분은 직류 전원을 필요로 하기 때문에 AC to DC 컨버터는 매우 중요한 역할을 합니다. 이 글에서는 AC to DC 컨버터의 두 가지 주요 방식인 트랜스 방식과 스위칭 방식에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

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- 전원 컨버터의 종류를 참고 해보세요.

- DC to AC 컨버터의 내용을 참고 해보세요.

- DC to DC 컨버터의 내용을 참고 해보세요.

 

 

※1. 트랜스 방식 (Transformer Method)

 

트랜스 방식의 AC to DC 컨버터는 전통적인 방법으로, 주로 리니어 방식으로 알려져 있습니다. 이 방식은 변압기와 정류기를 사용하여 AC 전원을 DC로 변환합니다. 그 과정을 자세히 살펴보겠습니다.

Transformer Type AC to DC - Tech Wed

▶1. 구성 요소

• 변압기(Transformer): 입력되는 AC 전압을 원하는 DC 전압으로 변환하는 역할을 합니다. 변압기는 고전압을 저전압으로 또는 그 반대로 변환할 수 있습니다.
• 정류기(Rectifier): AC를 DC로 변환합니다. 일반적으로 다이오드를 사용하여 AC 파형을 클리핑하여 직류로 변환합니다.
• 평활기(Filter;Capacitor): 정류된 DC 전압의 리플을 줄여주는 역할을 합니다. 커패시터를 사용하여 전압의 변동을 감소시킵니다.
• 레귤레이터(Regulator): 일정한 DC 전압 출력을 보장하기 위해 사용됩니다.

 

▶2. 장점

• 간단한 구조: 설계가 간단하여 제작 비용이 상대적으로 낮습니다.
• 전압 변환 용이: 변압기를 통해 쉽게 전압을 조절할 수 있습니다.
• 신뢰성: 전통적인 방식이므로 오랜 시간 동안 안정적인 성능을 보입니다.

 

▶3. 단점

• 효율성 낮음: 많은 열을 발생시키고, 전력 소모가 많습니다.
• 부피 크기: 변압기와 기타 구성 요소들이 부피를 차지하여 크고 무거워질 수 있습니다.
• 느린 응답 속도: 변환 속도가 느려, 즉각적인 전압 변화에 대응하기 어렵습니다.

 

 

 

 

※2. 스위칭 방식 (Switching Method)

스위칭 방식은 최근에 더 많이 사용되는 AC to DC 변환 방법입니다. 이 방식은 전자 스위치를 사용하여 AC 전원을 DC로 변환합니다.

Switching Type AC to DC - Tech Web

▶1. 구성 요소

• 스위칭 소자(Switching Element): 주로 트랜지스터, MOSFET, IGBT 등이 사용됩니다. 이 소자는 전압을 빠르게 켜고 끄는 역할을 합니다.
• 다이오드(Rectifier): AC를 DC로 변환하는데 사용됩니다.
• 인덕터 및 커패시터: 에너지를 저장하고 리플을 줄이는 역할을 합니다. 이들은 스위칭 주파수에 따라 설계됩니다.
• 제어 회로(Control Circuit): 스위칭 소자의 동작을 조절하여 출력 전압을 일정하게 유지합니다.

 

▶2. 장점

• 높은 효율성: 스위칭 소자는 저전력 소모로 높은 효율을 제공합니다.
• 소형화: 부품의 크기가 작고 경량이기 때문에 전체 시스템의 크기를 줄일 수 있습니다.
• 빠른 응답 속도: 빠른 스위칭 속도로 인해 즉각적인 전압 변화에 잘 대응할 수 있습니다.

 

▶3. 단점

• 복잡한 설계: 제어 회로와 스위칭 소자가 복잡하여 설계가 어려울 수 있습니다.
• EMI(전자기 간섭): 높은 스위칭 주파수로 인해 EMI가 발생할 수 있습니다.
• 비용: 초기 투자 비용이 트랜스 방식보다 높을 수 있습니다.

 

 

 

 

	Transe Type	Switching Type
Efficiency	Low(~50%)	High(70%~)
Noise	Low(Good)	High(Bad)
Voltage Control	Possible	Impossible
Circuit Complexity	Complex	Simple
Size	Big	Small
Weight	Heavy	Light

 

 

이상으로 AC to DC Converter 중 대표하는 2가지 구현방식에 대한 설명을 마치겠습니다.

감사합니다.