2012년 5월 13일 일요일

SMPS에 대하여

1. SMPS의 개요
스위칭 모드 파워 서플라이(Switching Mode Power Supply : SMPS)는 전력용 MOSFET 등 반도체 소자를 스위치로 사용하여 직류 입력 전압을 일단 구형파 형태의 전압으로 변환한 후, 필터를 통하여 제어된 직류 출력 전압을 얻는 장치로서 반도체 소자의 스위칭 프로세서를 이용하여 전력의 흐름을 제어함으로 종래의 linear 방식의 전원 공급장치에 비해 효율이 높고 내구성이 강하며, 소형, 경량화에 유리한 안정화 전원장치이다.
SMPS는 스위칭 주파수를 높여 에너지 축적용 소자를 소형화 함으로써 소형, 경량화를 이룰 수 있고, 이를 위해서는 고속 반도체 소자의 개발이 필요하다. 그러나 스위칭 주파수를 고주파화하면 스위칭 손실, 인덕터 손실등 전력 손실이 증대되는 점과 스위칭에 의해 발생하는 써지, 노이즈 문제를 고려해야 한다.
SMPS의 용도는 통신용과 산업용 및 PC, OA기기, 가전기기 등의 민수용으로 분류된다.
2. SMPS의 기본구성
SMPS의 기본구성은 교류 입력 전원으로부터 입력 정류 평활 회로를 통해 얻은 직류 입력 전압을 직류 출력 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터, 출력 전압을 안정화 시키는 궤환 제어 회로 등으로 되어 있다. 궤환 제어 회로는 다시 출력 전압의 오차를 증폭하는 오차 증폭기, 증폭된 오차와 삼각파를 비교하여 구동 펄스를 생성하는 비교기, DC-DC 컨버터의 주 스위치를 구동하는 구동회로 등으로 구성되어 있다. DC-DC 컨버터는 주 스위치와 환류 다이오드, 2차 저역 통과 필터인 LC 필터 등으로 구성되어 있다.
여기서 DC-DC 컨버터는 전력의 변환을 담당하는 주요 부분으로서 입출력 변환비의 크기 및 회로 구성에 따라 많은 종류의 컨버터로 분류된다.
SMPS 회로 방식은 고주파 트랜스포머의 유무에 따라 크게 비절연형/절연형 으로 나눌 수 있는데, 비절연형으로서는 Buck 방식, Boost 방식, Buckboost 방식, Cuk 방식 등이 있고, 절연형으로는 Flyback 방식, Forward 방식, Full-bridge 방식, half-bridge 등이 있다.

3. SMPS의 활용
SMPS는  높은 효율과 여러 전원을 동시에 출력할 수 있다는 장점으로 인하여 주로 컴퓨터 전원 공급장치에 쓰이고 있다.

4.SMPS의 기본적인 구조

SMPS는 AC를 트랜스로 전압을 낮춘 다음, DCDC 컨버터를 사용하여 원하는 전압 여러개를 생성해낸다. 트랜스를 여러개 하는것보단 DCDC 컨버터를 사용하는것이 훨씬 소형화가 쉽기 때문이다. 그후 캐패시터를 이용한 평활과 레귤레이터를 이용한 필터링을 거쳐서 최종 출력된다. 이때 캐패시터를 용량을 큰것을 사용할수록 좋은 것은 당연한 이치이다.

5.추가정보





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