강압 컨버터와 승압 컨버터의 차이점 정리
둘 다 스위치, 코일, 다이오드(또는 두 번째 스위치), 커패시터라는 같은 부품으로 만드는 스위칭 방식 DC-DC 컨버터이지만, 배치가 다릅니다. 강압 컨버터는 입력과 코일 사이에 스위치를 두고, 온 시간의 비율(듀티비 D)에 따라 입력 전압을 잘게 잘라 평균해 이상적으로는 D배의 낮은 전압을 출력합니다. 승압 컨버터는 입력 쪽에 코일을 두고, 스위치로 그라운드에 연결해 코일에 에너지를 저장한 뒤 출력으로 방출해, 이상적으로는 1/(1−D)배의 높은 전압을 출력합니다.
| 비교 항목 | 강압(벅) 컨버터 | 승압(부스트) 컨버터 |
|---|---|---|
| 출력 전압 범위 | 입력보다 낮음(0~입력 전압) | 입력보다 높음(입력 전압 이상) |
| 이상적인 전압 변환비(전류 연속 모드) | Vout/Vin = D | Vout/Vin = 1/(1−D) |
| 예(D = 0.5일 때) | 12 V에서 6 V | 12 V에서 24 V |
| 부품 배치 | 스위치는 입력과 코일 사이, 코일은 출력 쪽. 다이오드는 스위치와 코일 사이의 점과 그라운드 사이 | 코일은 입력 쪽, 스위치는 코일 뒤의 점과 그라운드 사이. 다이오드는 그 점과 출력 사이 |
| 동작 | 온일 때 코일을 통해 출력으로 전류를 보내고, 오프일 때는 다이오드를 통해 코일 전류가 계속 흐름 | 온일 때 코일에 에너지를 저장하고, 오프일 때 코일 전압이 입력에 더해져 출력으로 방출됨 |
| 입력 전류 | 단속적(스위치가 온인 동안만 흐름). 입력 커패시터가 중요 | 연속적(코일을 통해 계속 흐름) |
| 출력 전류 | 연속적(코일에서 계속 흐름). 출력 리플이 작음 | 단속적(스위치가 오프인 동안만 전달됨). 출력 커패시터의 리플 전류가 큼 |
| 효율 | 조건에 따라 80~95% 정도 | 조건에 따라 80~95% 정도. 승압비가 크면 낮아짐 |
| 제어 | 제어 루프를 설계하기 쉬움 | 전류 연속 모드에서는 우반평면 영점이 있어 제어 루프 대역을 올리기 어려움 |
| 스위치를 멈췄을 때 | 입력과 출력이 분리됨 | 코일과 다이오드를 통해 입력 전압이 출력에 그대로 나옴. 완전히 차단하려면 별도 스위치가 필요 |
| 주요 용도 | 12 V나 5 V에서 CPU나 SoC의 코어 전압(1 V 안팎)을 만들기, 배터리에서 낮은 전압 만들기 | 리튬 이온 배터리(약 3.0~4.2 V)에서 5 V 만들기, 직렬 LED 구동, 교류 전원의 역률 개선(PFC) |
수치는 대략적인 자릿수 기준이며, 공정 세대와 제품에 따라 달라져요.