AC-DC｜설계편

절연형 플라이백 컨버터의 기본 : 플라이백 컨버터의 특징

2019.10.23

키 포인트

・특징을 확실히 이해하여, 용도에 따라 사용한다.

여기에서는 플라이백 변환 방식을 사용한 설계 사례를 통해, 플라이백 방식의 기본 회로와 특징에 대해 설명하겠습니다.

플라이백 컨버터에는 일반적인 PWM 제어 이외에 자려 (Self-excitation) 타입 RCC (Ringing Choke Converter)와 RCC에 공진 기술을 이용한 의사공진 타입의 3종류가 있으며, 100W 정도까지의 스위칭 전원에 자주 사용됩니다.

기본 회로는 그림과 같이 심플하며, 적은 부품수로 구성할 수 있습니다. 입력전압 (DC)을 스위칭 트랜지스터로 초핑하고, 스위칭 트랜스를 통해 2차측으로 에너지를 전달합니다. 2차측에서는 이를 정류하여 평활화함으로써 필요한 DC 전압으로 변환합니다. 실제의 회로에서는, 출력을 모니터링하여 스위칭 트랜지스터를 제어하는 귀환 및 제어 회로가 추가됩니다.

플라이백 컨버터는 강압과 승압 모두 구성이 가능하며, 절연 및 비절연에 모두 대응합니다. 넓은 입력전압 범위를 확보할 수 있다는 장점이 있지만, 비교적 큰 피크 전류가 스위칭 소자 및 다이오드, 출력 콘덴서에 흐르므로, 이에 대응 가능한 부품이 필요하다는 단점도 있습니다.

절연 구성의 경우, 옵토 커플러 및 3차 권선을 사용하여 2차측 (출력)으로부터의 귀환을 절연합니다. 제어용 IC에 따라서는 출력으로부터의 귀환 없이 안정화가 가능합니다. 플라이백 컨버터의 특징을 하기와 같이 정리하였으니, 참고하여 주십시오.

플라이백 컨버터의 특징

강압, 승압 구성 가능
절연, 비절연 구성 가능
최소 부품수로 심플한 구성 가능
100W 정도까지의 스위칭 전원에 적합
폭넓은 입력전압 범위
포워드 방식 대비, 용량이 큰 콘덴서 필요
높은 출력 정밀도를 요구하지 않는 경우에는, 트랜스 권선비로 대략적인 출력을 결정하여, 비안정 출력전원으로도 이용 가능

【자료 다운로드】 PWM 방식 플라이백 컨버터 설계 방법

실제 전원용 IC를 예로 들어 설계 방법에 대해 정리한 자료입니다. 전원 사양의 결정에서 전원 IC의 선택, 레이아웃 설계에 관한 내용 이외에도, 일반적으로 자세한 설명이 제공되지 않는 트랜스의 수치 산출 방법과 구조 설계의 구체적인 예도 게재되어 있습니다.

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절연형 전원 (AC-DC, DC-DC)