일정한 전압, 정전압을 유지하도록 하는 소자 또는 장치.
그 방식에 따라 크게 두가지로 나눌 수 있다.
1. Linear Regulator
입력 전압을 일종의 가변저항을 통해 일정한 출력 전압을 얻는다.
부하 쪽 전압이 감소하면 전류량을 높여 출력 전압을 높이고, 부하 쪽 전압이 감소하면 전류량을 낮춰 출력 전압을 낮춘다.
Linear Regulator는 Shunt Regulator, Series Regulator 등으로 나뉜다.
(제어 소자로 Tr이 사용되었다고 가정하고 설명)
- Shunt Regulator
입력과 부하 사이 제어소자가 부하와 병렬로 연결된다.
부하 쪽 전압이 낮으면 Tr로 흐르는 전류량을 적게, 부하 쪽 전압이 크면 Tr로 흐르는 전류량을 크게하여 출력을 안정화시킨다.
이로 인해 버리는 전류가 많아 전력 손실이 상대적으로 큰 편이다.
431 계열 IC
- Series Regulator
입력과 부하 사이 제어소자가 직렬로 연결된다.
부하 쪽 전압이 낮으면 Tr로 흐르는 전류량을 크게, 부하 쪽 전압이 크면 Tr로 흐르는 전류량을 작게하여 출력을 안정화시킨다.
78XX, 79XX, LM1117, LM317 등
제어소자는 선형으로 동작하여 전류의 양을 제어한다. 이로 인해 switching noise가 발생하지 않아 Output이 매우 깔끔하다.
하지만 효율성이 떨어지는 감이 있고 Step-up으로 사용될 수 없고 inverting되는 전원에서는 사용할 수 없다.
모든 Linear Regulator는 출력전압에 비해 높은 입력전압이 필요하다.
2. Switching Regulator
회로의 On/Off 방식을 통해 일정한 출력 전압을 얻는다.
Switch의 Duty Cycle을 통해 부하에 원하는 전압을 제공하는데 이는 피드백 메커니즘에 의해 제어된다.
UPC494C, TL2524, TL3842, LM2575, MC34063A ...
Step-up/down 방식으로 나뉜다.
LM2575의 사용 예와 Function Diagram
- Step-up
입력 전압보다 높은 출력 전압을 발생시킨다.
OFF시에 인덕터에 발생되는 역기전력을 Freewheel Diode을 통해 돌려 충전시킬 수 있게 하여 입력전압보다 높은 출력전압을 얻는다.
- Step-down
입력 전압보다 낮은 출력 전압을 발생시킨다.
스위치가 On/Off 되는 것이기에 전력 손실이 거의 없고, 입력 전압보다 높은 출력 전압을 발생시킬 수 있다.
Switching Regulator는 고효율, 소형경량이 필요할 때 Linear Regulator를 대체하여 사용된다.
하지만 회로가 조금 더 복잡하고 Noise를 발생시킬 수 있기 때문에 잡음에 영향을 크게 받지 않고 큰 전력을 다루는 회로의 전원으로 많이 사용된다.
3. Linear VS Switching
- Linear Regulator
회로가 간단하다.
Output이 깔끔하여 양질의 전원을 얻을 수 있다. (증폭기 등의 소신호를 다루거나 정교한 회로에 사용)
전력 손실로 인해 효율이 나쁘고 발열이 있다.
- Switching Regulator
회로가 복잡하다.
On/Off 의 반복으로 Switching Noise가 발생한다. (잡음에 영향을 크게 받지 않고 큰 전력을 다루는 회로에 사용)
전력 손실이 적어 효율이 높고 발열이 적다.
소형경량이다.
입력 전압 범위가 넓다.
'Electrical Engineering' 카테고리의 다른 글
| Step Motor (0) | 2014.02.10 |
|---|
