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서문 – 절연형 DC-DC 컨버터란 무엇인가?
DC 변압기라고도 하는 DC-DC 컨버터는 한 유형의 DC 전압을 다른 유형으로 변환하도록 설계되었습니다. 다양한 장치들은 종종 특정 전압 범위가 필요한 경우가 많기 때문에 이러한 컨버터는 올바른 동작 전압을 제공하는 데 필수적입니다.
다양한 응용 분야에서 엔지니어는 “ 절연형 DC-DC 컨버터가 필요한가요?" 라는 질문을 던져야 합니다. 잘못된 컨버터를 선택하면 시스템의 불안정, 장비 손상 또는 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 설계 단계에서 절연형 DC-DC 컨버터의 필요성을 평가하는 것이 중요합니다.
신체적 및 전기적 부상으로부터 사람 보호
철도, 재생 에너지, 의료 장비와 같은 산업분야에서는 높은 입력 전압으로 인해 신체 및 전기적 손상의 위험을 초래할수 있습니다.
예를 들어, 의료 분야에서는 누설 전류에 대해 엄격한 규제를 시행하고 있습니다. 이러한 응용 분야에서 사용되는 절연형 DC-DC 컨버터는 엄격한 강화 절연 기준을 충족해야 합니다.
그림 1 - 의료용 전력 변환기는 더 높은 절연 및 절연 기능이 필요.
백엔드 장치 및 시스템 보호
절연형 DC-DC 컨버터는 입력과 출력 간의 전기적 접지 루프를 분리하여 고전압 서지나 갑작스러운 번개로부터 백엔드 장치를 보호합니다.
그림 2 - 백엔드 장치를 효과적으로 보호할 수 있는 절연 컨버터
사례
입력 전압은 종종 백엔드 장치를 위해 디지털로 변환되는 아날로그 신호입니다.
그러나 접지면 임피던스는 아날로그 회로와 디지털 회로 사이에 간섭을 일으킬 수 있습니다.
절연형 DC-DC 컨버터는 공통 접지 간섭을 효과적으로 방지하고 시스템 안정성을 유지합니다
그림 3 - 절연형 전력 변환기는 환경 간섭을 효과적으로 줄일 수 있습니다.
절연형 DC-DC 컨버터의 간섭 억제 및 간섭방지 성능 향상
절연형 DC-DC 컨버터는 접지 루프를 제거하여 공통 모드 신호, 서지 및 기타 노이즈로부터의 간섭 전파를 방지합니다.
이는 공통 모드 간섭 억제를 강화하고 원거리 산업 통신 노드와 같이 간섭에 민감한 시스템에서도 안정적인 동작을 보장합니다.
그림 4 - 절연형 컨버터는 공통 모드 간섭 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다
사례 연구:
고전압 절연
전기 모터, 배터리 관리 시스템 및 기타 다양한 응용분야에서 사용되는 시스템 제어 회로는 전원 회로와 다른 전위를 가지며, 이러한 고절연형 전력 변환기를 사용하면 저전압 구성 요소가 고전압회로의 영향을 받지 않도록 보호할 수 있습니다.
사례:
직렬 통신 버스는 RS-232, RS-485 , 계측제어기통신망(CAN)와 같은 물리적 네트워크를 통해 데이터를 전송합니다.
이러한 상호 연결된 각 시스템은 각각 자체 전원 공급 장치가 가지고 있으며, 이들 시스템 간의 거리가 깁니다. 따라서 시스템의 물리적 안전을 보호하기 위한 전기적 절연을 위해 전원 공급 장치를 절연하는 것이 필요하고, 절연을 통해 일시적인 고전압 서지로부터 백엔드 부하 시스템을 보호하고 접지 회로를 분리함으로써 신호 왜곡을 줄일 수 있습니다.
조정가능한 양극 및 음극 출력 전압
절연형 DC-DC 컨버터는 플로팅 출력을 제공하여 양전압과 음전압 모두 조정할 수 있습니다. 이 다목적성은 일관된 극성을 유지하면서 절연된 입-출력 구성이 필요한 장치에 이상적입니다.
배터리 및 크로스 플랫폼 호환성 적용분야
요약
| 항목 | 절연형 컨버터 사용 | 비절연형 컨버터 사용 |
|---|---|---|
| 사람 보호 | 높은 안전 | 낮은 안전 |
| 시스템 부하 보호 | 전원 공급에 이상이 발생하면 부하 손실이 적음 | 전원 공급에 이상이 발생하면 부하 손실이 많음 |
| 공통 모드 간섭 억제 | 높은 간섭 억제 수준 | 낮은 간섭 억제 수준 |
| 양/음 전압 적용 | 양/음 출력 전압 적용 가능 | 양/음 출력 전압 적용 불가 |
| 공통 접지 및 전류 회로 | 입력과 출력 사이에 전기적 연결이 없어 절연 상태 존재 | 입력과 출력 사이에 공통 접지가 있어 직류 루프 존재 |
감사합니다.
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