DC-DC Power Converter   DC-DC 전력 변환, 직류 전력 변환기

1. DC-DC 전력변환 (DC-DC Power Conversion)

  ㅇ 직류 입력 전압을 가변 직류 출력 전압(12, 5, 3.3, 2.9 V 등)으로 변환
     - 직류 전압의 크기를 제어함으로써, 전력의 형태를 변환하고 그 흐름을 제어


2. DC-DC 전력변환기(컨버터) 또는 DC 쵸퍼 또는 직류 변압기

  ㅇ DC 전압을 강압 또는 승압시키는 일종의 직류 변압기
     - (직류 변압기는, 교류로 동작하며 권선비에 의해 전압을 변환하는 교류 변압기에 대응됨)
        . 강압형    : Buck 컨버터  (Step-down 컨버터)
        . 승압형    : Boost 컨버터 (Step-up 컨버터)
        . 승/강압형 : Buck-Booster 컨버터, Cuk 컨버터, Full-bridge 컨버터

  ㅇ DC 안정화 구분
     - 선형 레귤레이터 (Linear Regulator)      : 선형 제어 방식
     - 스위칭 레귤레이터 (Switching Regulator) : 스위칭 모드 제어 방식

  ㅇ 주로, 스위칭 모드형 컨버터 (스위치 모드 전력변환기)
     - 원리 : 스위칭 온/오프 시간 제어에 의해 평균 출력 전압을 만들어냄
     - 구성 : 전력 반도체 소자, 변압기, 인덕터, 커패시터 등


3. DC 쵸퍼 작동 방식

  ㅇ 동작 방식
     - 직류를 잘게자르며 도통 및 차단 시간의 비를 변화시키면, (시비율 제어)
     - 부하에 걸리는 평균적인 전압,전류의 비를 변화(제어)할 수 있게 됨 (평균 크기 제어)

  ㅇ 동작 형태
       
        . Ts = Ton + Toff : 스위칭 주기
        . fs = 1/Ts : 스위칭 주파수
        . D = Ton/Ts : 듀티비(Duty Ratio)
           .. Vo = D Vs
           .. 평균 출력 전압 Vo는 듀티비 D를 가변함으로써, 크기 제어가 가능 

  ㅇ 듀티비 가변 방법에 따른 방식 구분
     - PWM 방식 
        . 스위칭 주파수를 일정하게 유지하면서, 턴 온 시간을 가변시켜 듀티비 제어
     - FM 방식
        . 턴온 또는 턴오프 시간은 일정하게 유지하나, 스위칭 주파수를 가변시켜 듀티비 제어


4. 특징 및 응용

  ㅇ 특징
     - 원활한 가속 제어, 고효율, 빠른 동특성 응답 등

  ㅇ 응용
     - 직류 전동기의 속도 제어 등