기술자료

SMPS소개

Think always for your power
SMPS소개
Power Supply Unit(PSU)

전기/전자 장치, 시스템 등에 전력을 공급하는 장치를 통틀어 전원공급장치(Power Supply Unit)라고 한다.
발전기, 전지 등 전력을 공급하는 장치를 의미하지만, 부하의 요구하는 전력의 형태(직류, 교류), 전압, 전류, 전력 레벨, 안정도 등에 적합하도록 하기 위한 여러 장치(정류기, 인버터, 전원 안정장치, 각종 보호 장치 등)도 포함한 것.
즉, 전력변환장치를 의미하는 경우가 많다.


Switched-Mode Power Supply(SMPS)

전력변환장치의 한 종류로 전력용 트랜지스터 등 반도체 소자를 스위치로 사용하여 직류 입력전압을 구형파 형태의 전압으로 변환, 필터를 통하여 제어된 후 직류 출력전압을 얻는 장치이다.
이 때 직류 출력전압의 제어는 스위치의 ON, OFF기간을 제어함으로써 이루어진다.
SMPS의 동작은 직류(입력)에서 직류(출력)로의 변환(DC-DC Conversion)을 기본으로 하고 있으므로 SMPS를 DC-DC 컨버터라고 부르기도 한다.

SMPS는 크게 네 부분으로 이루어져 있다.

첫째, 입력 전자파장애(EMI) 필터부이다.
        교류 입력 라인의 Noise가 PSU 안으로 유입되는 것을 막는 동시에, PSU 내부의 Noise가 교류 입력 라인으로
        들어가는 것을 막는 역할을 한다.

둘째, 교류-직류 정류부이다.
        전자파장애 필터를 거친 전원이 컴퓨터나 주변기기에서 필요로 하는 직류전원으로 변환되기 전에
        임시 직류전원으로 변환되는 과정이다.

셋째, 직류-직류 스위칭 변환부이다.
        교류-직류 정류부에서 변환된 직류전원을 반도체 소자의 스위칭으로 구형파 형태의 전압으로 변환,
        인덕터에 에너지를 축적 한 후 그것을 다시 직류로 변환하여 5V, 12V 등의 원하는 출력 레벨을 얻는다.
        SMPS 에서 가장 중요한 부분이다.

넷째, 출력정류 및 필터부이다.
        SMPS의 마지막 단계로, 직류-직류 스위칭 변환부에서 변환된 직류전원을 저대역 통과필터를 사용해 스위칭
        동작과정에서 발생하는 리플과 잡음을 없애는 과정이다. 이를 통해 규격에 적합한 깨끗한 5V, 12V 등의
        직류전원이 만들어진다.

SMPS의 최대 장점은 여러 가지 회로적 방법으로 입력 대비 출력의 전력변환 효율을 극대화 할 수 있다.
그러나, 스위칭 과정에서 발생되는 Noise를 적절히 대책 하지 않으면, 자체 오동작은 물론 외부기기에 영향을 주기도 한다. 따라서, SMPS에서는 EMI 대책을 반드시 해야 한다.


※ 전원 : 직류전원과 교류전원으로 나눌 수 있다. 직류전원에는 대표적으로 건전지가 있으며, 교류전원에는 가정용 전원이 있다.