레귤레이터 종류 ( 정전압 안정화 회로 )

안녕하세요 하드웨어 개발자 보노노 입니다.

회로의 전압을 담당하는 레귤레이터에 대해 설명 드리겠습니다.

꼭 알아두어야 하는 내용이며, 레귤레이터 방식에 따라 비교하여 선정하시기 바랍니다.

 

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레귤레이터 종류 

​1. 리니어 방식

2. 스위칭 방식

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특징

1. 리니어 방식

- 직류(DC) 출력이 건전지에 가깝게 양질이다.

- 적은 부품으로 간단하다.

- 소출력 회로에 많이 사용된다.

- 발열이 심하며, 효율이 낮다.

=> 전원이 깨끗하고, 품질이 좋은 레귤레이션이 좋은 전원을 공급하지만 출력 전압 이상은 모두 열로 소모하기 때문에 효율이 나빠지고, 발열의 문제가 생깁니다. (이를 방지하기위해 방열판 부착을 권고합니다)

 

 

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2. 스위칭 방식(SMPS)

- 직류속에 잡음이 있다.

- 많은 부품으로 구성되어 회로가 복잡하다.

- 대 전력용으로 많이 사용된다.

- 효율이 높다.

=> 주변회로가 복장하지만, 효율이 높고, 열 발생이 적기 때문에 컴팩트한 설계를 할 수 있습니다. 단지 ON/OFF를 반복하는 관계로 이때 발생하는 스위칭 노이즈로 인해 정밀한 기기나 저잡음을 요하는 기기에서는 좀 꺼리는 편입니다.

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설명

전압이 물이라고 예를들어 설명드리겠습니다.

리니어 방식은 물이 필요한 양만큼 물을 주고 나머지는 그냥 버리는 방식이고,

스위칭 방식은 필요한 만큼 물을 주고 많으면 차단하는 방식 입니다. (SMPS란 ON/OFF DUTY RATIO로 전압을 조정하는 방법)

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비교

 장점 (SMPS가 리니어보다 좋은점)

1. 효율이 높다 (P=VI 공식에서 스위칭 소자 손실을 보면 ON시에는 V=0이고, OFF시에는 I=0이 되므로 이론상 손실이 전혀 없다)

2. 효율이 높으므로 당연히 방열판등이 없거나, 리니어에 비해 훨씬 적어지므로 컴팩트한 설계를 할 수 있다.

3. 주파수를 높임으로써 트랜스, 코일, 콘덴서 등도 용량, 크기, 무게 등을 낮출 수 있습니다.

4. Free Voltage 설계가 가능함.

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단점

1. 스위칭 노이즈가 심하기 때문에 정밀, LOW NOISE 제품에는 불리

2. 소형 전원인 경우는 리니어보다 주변 회로가 복잡하고, 비싸게 먹힘

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비교 내용 및 위의 내용이 아래 사이트에 요약되어있습니다.

https://www.renesas.com/in/en/products/power-management/linear-vs-switching-regulators.html

Linear vs. Switching Regulators | Renesas