[Converter] DC to AC 컨버터: 디코더 방식, 전압 분배 방식, 바이너리 방식, 온도계 코드 방식 (3)

 

 

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안녕하세요.

DC(직류)를 AC(교류)로 변환하는 DC to AC 컨버터는 다양한 전기 기기와 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 컨버터의 성능과 설계는 다양한 인코딩 및 제어 방식을 통해 달성됩니다. 이 글에서는 DC to AC 컨버터에 사용될 수 있는 몇 가지 주요 제어 및 변환 방식인 디코더 방식, 전압 분배 방식, 바이너리 방식, 그리고 온도계 코드 방식에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

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- 전원 컨버터의 종류를 참고 해보세요.

- AC to DC 컨버터의 내용을 참고 해보세요.

- DC to DC 컨버터의 내용을 참고 해보세요.

 

※1. 디코더 방식 (Decoder Method)

디코더 방식은 DC to AC 컨버터에서 디지털 신호를 해독해 특정 출력을 결정하는 방식입니다. 이 방식은 일반적으로 디지털 신호를 기반으로 하는 제어 시스템에서 사용됩니다.

Decoder Method Type DC to AC - rohm

▶1. 작동 원리

 

• 디지털 입력: 디코더는 입력 신호로 디지털 신호(예: 바이너리)를 받습니다.
• 해독: 디코더는 입력된 바이너리 코드를 해독하여 각 출력에 맞는 전기 신호를 생성합니다.
• 출력 제어: 특정한 입력 값에 따라 선택된 출력이 활성화되며, 이를 통해 직류에서 교류로 변환된 전압 및 주파수를 제어할 수 있습니다.

 

▶2. 장점

 

• 정확한 제어: 디지털 신호를 기반으로 하기 때문에 매우 정확한 출력 제어가 가능합니다.
• 높은 안정성: 디지털 회로의 특성상 안정성이 높고, 외부 간섭에 영향을 덜 받습니다.
• 복잡한 파형 생성 가능: 다양한 파형을 생성할 수 있어 정밀한 교류 변환에 적합합니다.

 

▶3. 단점

 

• 복잡성 증가: 디지털 신호 처리를 필요로 하므로 설계와 구현이 복잡할 수 있습니다.
• 고속 신호 처리 요구: 빠른 반응 속도를 필요로 하며, 고성능 프로세서나 제어 장치가 필요할 수 있습니다.

 

 

 

 

※2. 전압 분배 방식 (Voltage Divider Method)

전압 분배 방식은 직류 전압을 다양한 수준으로 분할하고 이를 이용하여 AC 파형을 생성하는 방식입니다. 이 방식은 비교적 단순한 설계로, 저전력 애플리케이션에서 자주 사용됩니다.

Voltage Divider Method Type DC to AC - rohm

▶1. 작동 원리

 

• 저항 네트워크: 저항기나 전압 분배 회로를 사용해 입력 전압을 분할합니다.
• 전압 선택: 분할된 전압 중에서 필요한 전압을 선택해 교류 신호로 변환합니다.
• 파형 생성: 선택된 전압을 교대로 스위칭하여 교류 파형(주로 정현파 또는 구형파)을 생성합니다.

 

▶2. 장점

 

• 단순한 회로: 비교적 간단한 회로로 구성되며, 저비용으로 설계할 수 있습니다.
• 소형화 가능: 저항 네트워크의 설계로 인해 소형 컨버터에서 유용하게 활용됩니다.

 

▶3. 단점

 

• 낮은 효율성: 전압이 저항을 통해 분배되기 때문에 에너지 손실이 발생할 수 있습니다.
• 정확한 제어 어려움: 전압 분배가 고정되어 있으면 정밀한 출력 제어가 어렵습니다.
• 제한된 전력: 고출력 애플리케이션에 적합하지 않으며, 전류 용량이 제한적입니다.

 

 

 

 

※3. 바이너리 방식 (Binary Method)

바이너리 방식은 이진 신호를 기반으로 직류를 교류로 변환하는 방식입니다. 이 방식은 DC to AC 컨버터에서 각 출력 단계가 바이너리 비트의 값을 따라가며, 매우 정밀한 전압 제어를 가능하게 합니다.

Binary Method Type DC to AC - rohm

▶1. 작동 원리

 

• 바이너리 입력: 입력 신호가 이진 코드로 제공됩니다.
• 비트별 제어: 각 비트는 출력의 특정 전압 수준을 제어하며, 여러 비트가 결합되어 최종 출력을 생성합니다.
• 출력 변환: 이진 신호를 조합해 교류 신호를 만들어냅니다. 각 비트의 가중치에 따라 출력 전압이 조절됩니다.

▶2. 장점

 

• 정밀한 제어: 바이너리 신호를 사용하기 때문에 매우 세밀한 출력 제어가 가능합니다.
• 유연성: 다양한 전압과 주파수 범위에서 적용 가능하여 다목적 용도로 사용할 수 있습니다.
• 디지털 기반: 디지털 회로와의 결합이 용이하여 고급 컨트롤러와의 연동이 쉽습니다.

▶3. 단점

 

• 복잡한 설계: 여러 비트의 조합과 연산을 필요로 하므로 설계가 복잡할 수 있습니다.
• 속도 제약: 고속 변환을 위해 고성능 하드웨어가 요구됩니다.

 

 

 

 

※4. 온도계 코드 방식 (Thermometer Code Method)

온도계 코드 방식은 각 출력 단계가 순차적으로 활성화되는 방식으로, 바이너리 방식과 달리 출력의 가중치가 일정하게 증가하는 특징을 가집니다. 이는 주로 디지털에서 아날로그 신호 변환(DAC)에서 사용되며, DC to AC 컨버터에도 적용될 수 있습니다.

Thermometer Code Method Type DC to AC - rohm

▶1. 작동 원리

 

• 순차적 활성화: 온도계 코드에서는 출력이 바이너리 코드와 달리 순차적으로 증가합니다. 예를 들어, 3비트의 경우 000, 001, 011, 111의 형태로 출력이 증가합니다.
• 출력 신호 생성: 이렇게 순차적으로 활성화된 신호를 통해 아날로그 신호(AC)를 생성합니다.
• 정밀한 제어: 다수의 출력 단계를 통해 정밀한 신호 생성이 가능합니다.

 

▶2. 장점

 

• 선형 제어: 출력이 선형적으로 증가하여 매우 정밀한 출력 제어가 가능합니다.
• 간단한 논리 구조: 바이너리 방식에 비해 구현이 간단하고, 신호 처리가 직관적입니다.

 

▶3. 단점

 

• 복잡한 하드웨어 요구: 많은 출력을 필요로 하므로, 각 단계를 위한 별도의 회로가 필요합니다.
• 효율성 제한: 모든 출력 단계를 동시에 사용할 수 없기 때문에 효율이 떨어질 수 있습니다.

 

 

 

 

DC to AC 컨버터에서 사용되는 디코더 방식, 전압 분배 방식, 바이너리 방식, 그리고 온도계 코드 방식은 각각의 특성과 용도에 따라 다양하게 사용됩니다. 디코더 방식과 바이너리 방식은 고정밀 제어에 적합하며, 전압 분배 방식은 간단한 설계가 요구되는 상황에서 유용합니다. 온도계 코드 방식은 선형 제어가 필요한 응용에서 주로 활용됩니다. 각 방식의 장단점을 고려해 적절한 애플리케이션에 맞게 선택하는 것이 중요합니다.

 

이상으로 AC to DC 의 구현방식의 대표적인 4가지 방식에 대한 설명을 마치겠습니다. 감사합니다.