AC/DC 정류회로와 컨버터 효율, 변압기 계산을 한곳에서 빠르게 이해하기
전체 전력변환 흐름을 한눈에 정리하고, 필수 계산식을
실무 관점에서 간단히 안내드립니다. AC/DC 정류, DC-DC 컨버터,
변압기 용량과 전류, 효율 계산의 핵심을 모아 정확한 기준으로
설명드리며, 실제 계산은 아래 전용 페이지에서 바로 확인하실 수
있습니다.
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전력변환의 큰 그림과 용어 정리
전력변환은 입력 전압과 전류의 형태를 바꾸어 원하는 전력으로
전달하는 과정입니다. 교류를 직류로 바꾸는 정류, 직류 전압을
다르게 만드는 DC-DC 변환, 전압을 승강하는 변압이 핵심 축입니다.
효율은 출력전력 나누기 입력전력으로 정의되며 단위는 퍼센트입니다.
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AC/DC 정류 계산의 핵심 포인트
정류는 반파, 전파, 브리지 구조가 대표적이며 평활 콘덴서로 리플을
줄입니다. 평균 출력전압과 리플전압은 주파수, 부하, 커패시터 값에
좌우됩니다. 다이오드 정류 시 전압강하는 소자 수에 따라 합산되며
정확한 평균 전압 계산에 반영해야 합니다.
| 항목 | 대표식 | 비고 |
|---|---|---|
| 이상적 전파 평균 Vdc | 0.637 × Vm | Vm은 정현파 피크 |
| 브리지 전압강하 | 2 × Vf | 동작 전류에 따른 Vf |
| 리플전압 ΔV | Iload ÷ (C × f) | 전파정류는 f가 2×라인 |
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DC-DC 컨버터 효율과 전류 경로 이해
컨버터 효율은 스위칭, 도통, 코어, 구리, 구동 손실의 합으로
결정됩니다. 이상적 부스트에서 이상효율은 100퍼센트이지만 실제는
Rds(on), DCR, 게이트 구동, 정류 소자 손실 등으로 낮아집니다.
출력전력과 입력전력의 비로 즉시 효율을 산출합니다.
| 토폴로지 | 이상 관계식 | 메모 |
|---|---|---|
| 벅 | Vout = D × Vin | D는 듀티비 |
| 부스트 | Vout = Vin ÷ (1 − D) | D 증가 시 전류 상승 |
| 벅부스트 | Vout = D ÷ (1 − D) × Vin | 극성 반전형 포함 |
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변압기 용량과 전류, 권선 계산의 기초
변압기 정격은 VA 기준이며 VA는 전압 곱하기 전류로 산출합니다.
구리손은 권선 저항과 전류 제곱에 비례하고, 철손은 주파수와
자속밀도에 영향을 받습니다. 권선수는 전압 대 권선수 비례 관계로
코어와 주파수 조건을 함께 고려해야 정확도가 높아집니다.
| 계산 항목 | 예시 |
|---|---|
| 정격 VA | 24 V × 2 A = 48 VA |
| 1차 전류 | 48 VA ÷ 230 V ≈ 0.209 A |
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효율을 높이는 설계 팁과 손실 분해
손실을 분해하면 개선 우선순위가 보입니다. 스위칭 손실은 스위칭
주파수와 전압·전류 중첩에 비례하고, 도통 손실은 전류 제곱과
저항에 비례합니다. 코어 선택, 배선 굵기, 정류 소자 종류 선택만으로
효율이 유의미하게 향상될 수 있습니다.
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입력 조건과 열 설계, 신뢰성의 연계
최소 입력전압에서는 스위칭 소자 스트레스와 RMS 전류가 커지고,
열은 신뢰성에 직결됩니다. 정격의 여유를 두고 방열판, 공기 흐름,
써멀 패드 등을 균형 있게 적용하면 부품 온도를 낮춰 수명을
보존할 수 있습니다. 온도 상승은 데이터시트 한계 이내가 필수입니다.
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계산기 페이지 활용 가이드와 빠른 체크
정확한 수치를 빠르게 얻으시려면 전압, 전류, 주파수, 부하 값을
준비해 입력하세요. 정류 평균전압, 리플, 컨버터 효율, 변압기 VA와
전류가 순서대로 산출됩니다. 아래 페이지에서 단계별 입력과 결과를
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