DC-DC 컨버터
스텝-업(Step-up) 및 스텝-다운(Step-down) 회로는 입력 전압을 원하는 출력 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터의 일종입니다.
스텝-업 회로는 낮은 입력 전압을 더 높은 출력 전압으로 변환하고, 스텝-다운 회로는 높은 입력 전압을 더 낮은 출력 전압으로 변환합니다. 이러한 변환은 주로 스위칭 소자(예: MOSFET), 인덕터, 다이오드, 커패시터 등을 사용하여 이루어집니다.
레귤레이터
레귤레이터는 입력 전압의 변동에도 출력 전압을 일정하게 유지하는 회로를 말합니다. 레귤레이터는 매우 안정된 출력 전압을 얻는 것을 목표로 합니다. 예전에는 여분의 전압을 열에너지로 변환하는 선형(LDO) 레귤레이터가 많이 사용되었으나, 현재는 스위칭 소자와 인덕터를 이용하여 에너지의 낭비를 최소화하고 있습니다.
강압형(스텝-다운) 회로
스위칭 소자와 인덕터로 이루어져 전압을 낮추기 위한 회로입니다. 스위칭 소자가 전류의 변화를 생성하면 인덕터가 반대 방향의 기전력을 발생시켜 전압의 변동을 제한합니다.
승압형(스텝-업) 회로
스위칭 소자와 인덕터로 이루어져 전압을 높이기 위한 회로입니다. 스위칭 소자에 의해 인덕터가 순방향의 기전력을 발생시킬 수 있습니다. 이 때 원래의 전압과 더하여 높은 전압이 출력됩니다.
전압의 변동이 크기 때문에 아래와 같이 커패시터(축전기)를 연결하여 전압의 변동을 줄여줍니다.
스텝-업 회로는 전압을 올려주기 때문에 공짜로 에너지를 얻은 것으로 오해할 수 있으나, 대신 전류가 약해지기 때문에 출력되는 소비전력은 입력보다 클 수 없습니다. 또한 컨버터를 작동시키기 위한 에너지가 추가로 소요되기 때문에 에너지의 손익으로만 보면 손해가 됩니다.
극성 역전형 회로
인덕터의 역기전력을 이용하면 입력 전압의 반대 극성의 전압을 출력할 수도 있습니다. 순방향 전압은 다이오드로 막아줍니다.
