Buck (강압, 비절연) 방식이란?

그림 25 : Buck 방식 (연속 모드 시)

Buck은 벅이라고 발음하며, 강압이라는 의미입니다. Buck 컨버터는 다이오드를 통해 정류하는 강압 컨버터로서, 비절연 강압 스위칭 DC-DC 컨버터에 사용되는 대표적인 방식입니다. DC-DC 변환의 세계에서는 다이오드 정류 방식 및 비동기 방식이라고 불리우는 경우가 많습니다. 앞에서 게재한 포워드 방식과 비교하면, 트랜스를 사용하지 않으므로 1차측과 2차측이 절연되어 있지 않습니다. 절연이 불필요한 경우에는 트랜스를 사용하지 않는 Buck 방식이 간단합니다. Buck 방식은 트랜스를 통한 전압 조정이 없으므로, MOSFET 제어만으로 출력전압이 결정됩니다. 따라서, 출력으로부터의 귀환은 반드시 필요합니다. (그림에서는 생략)

그림 26

Buck 방식의 특징은, 회로 구성이 간단하다는 점입니다. 또한, 소전력의 전원을 구성하는 경우에는 플라이백보다 비용 면에서 유리합니다. 따라서, 가전제품의 마이컴용 전원 등에서 사용되고 있습니다. 단, 트랜스를 통하지 않으므로, 스위칭 소자에 흐르는 전류는 동일한 출력전력의 플라이백 방식보다 커지므로, 출력전력이 큰 용도에는 적합하지 않으며, 소전력 용도에 적합하다고 할 수 있습니다.

동작은 포워드 방식과 거의 동일합니다. 포워드 방식의 트랜스를 삭제하고, D1이 MOSFET로 대체된 회로입니다. MOSFET ON 시, 인덕터를 통해 부하에 전류가 흐르고, 인덕터에도 에너지가 축적됩니다. 이 때, 다이오드는 OFF됩니다. MOSFET OFF 시, 인덕터에 축적된 에너지가 다이오드 D2를 통해 부하에 공급됩니다. MOSFET가 포워드 컨버터의 D1과 동일하게 ON / OFF합니다.

그림 27 : Buck 방식 각 부분의 파형

그림 28

AC-DC 변환에서 스위칭 방식으로 사용되는 경우에는 비절연 전원으로 한정됩니다. 스위칭 방식 중에서 가장 사용이 용이한 스위칭 DC-DC 컨버터라고 할 수 있습니다. 리니어 레귤레이터에 비해 부품수가 많아 비용도 높아지지만, 스위칭 방식을 취함으로써 효율을 향상시킬 수 있습니다. 그러나, AC 입력으로부터의 효율을 고려하면, 스위칭 방식의 AC-DC 변환 구성에 비해 좋지 않습니다.