Buck Converter(벅 컨버터) Intro

Buck Converter(벅 컨버터)는 스위치 모드 전원 공급 장치의 한 종류.

입력 전압을 강압해서 출력하는데 사용하는 Topology(토폴로지)이다.

 

일반적으로 1개의 스위치(주로 FET) 1개의 다이오드(Diode)로

이루어져있다.

 

기본 동작

1. 스위치가 On하면 인덕터를 지나 Capacitor(캐패시터)와 Resistor(저항)에 전류가 흐름

2. 스위치가 Off하면 입력 전원에서 전류가 끊기고 인덕터에 저장되 있는 에너지가 흐름

 

연속 모드와 불연속 모드가 있다.

연속모드

인덕터에 흐르는 전류가 0으로 떨어지지 않는 모드

 

불연속모드

가벼운 부하인 경우 인덕터에 흐르는 전류가 0으로 떨어지는 모드

 

소자의 선정

1. 스위치 : BJT 또는 FET를 사용한다.

소자를 선정하는 경우 On-Off시에 인덕터에 인해서 전압 피크가 발생하는데

이를 감당할수 있는 내압을 가진 소자와 흐르는 전류를 고려해서 소자를 선정해야한다.

추가로 On 저항과 전류를 바탕으로 소자에서 소비하는 전력도 고려해야 한다.

 

2. 다이오드

다이오드에 흐르는 전류와 걸리는 전압으로 전력을 계산한다.

 

3. 인덕터

인덕터의 인덕턴스에 따라서 전류 리플이 다르다.

인덕턴스가 크면 전류 리플은 작고, 인덕턴스가 작으면 전류 리플은 크다.

그러나 인덕턴스가 크면 방사 노이즈가 생기는 점은 고려해야 한다.

 

4. 출력 캐패시터

출력 캐패시터의 경우, 전류 리플을 감당할 수 있도록 선정해야 한다.

출력 전압 리플이 커패시터와 관련이 있으므로 고려해서 선정해야 한다.

 

Synchronous Buck Converter

추가로 Synchronous Buck Converter이 있다.

보면 알겠지만 Buck Converter의 다이오드 자리에 FET가 있는걸 알 수 있다.

이렇게 사용하는 이유는 다이오드의 Forward Voltage가 소비하는 손실보다

FET의 손실이 적기 때문이다. 

위의 방법으로 효율을 조금 높일 수 있다.