민웰한국공식대리점 웰파워

작성자 관리자

작성일 25-11-14 16:32

오늘은 세계적인 SMPS 업체 MEANWELL(민웰)의 PFC 중/고출력 모델인 RSP 시리즈에 대해 설명해드리겠습니다!

민웰 RSP모델이 탑재한 PFC란 무엇일까요?

PFC란 Power Factor Correction 즉 한국어로는 역률개선 입니다!

간단히 말해, PFC는 SMPS가 전력을 '깨끗하고 효율적으로' 사용하도록 만드는 필수 회로입니다.

PFC 없는 SMPS: 전류를 펄스 형태로 끌어 써서 역률이 낮고 고조파 노이즈가 심합니다

PFC 있는 SMPS: 전류를 전압과 같은 사인파 형태로 끌어 쓰도록 조절하여, 역률이 높고(0.99) 노이즈가 없습니다

1. PFC가 왜 필요한가요?

PFC가 없는 일반적인 SMPS를 먼저 보겠습니다.

AC(교류) 전원이 SMPS에 들어오면, 먼저 '브리지 다이오드'와 '평활 커패시터(대용량 콘덴서)'를 거쳐 DC(직류)로 변환됩니다.
이때 커패시터를 충전하기 위해, SMPS는 AC 전압이 가장 높을 때만 순간적으로 전류를 '확' 끌어다 씁니다.
이 때문에 SMPS가 소비하는 전류 파형(모양)이 뾰족한 펄스(pulse) 형태가 됩니다.
AC 전원의 전압 파형은 부드러운 사인파(sine wave)인데, 전류 파형은 뾰족한 펄스 형태가 되니 두 파형의 모양이 완전히 달라집니다.

이것이 두 가지 큰 문제를 일으킵니다.

낮은 역률 (Low Power Factor): 전압과 전류의 파형이 다르면 '역률'이 나빠집니다 (PF가 1 미만, 보통 0.5~0.7). 역률이 낮다는 것은, SMPS가 실제로 사용하는 전력(유효 전력)보다 더 많은 전력(피상 전력)을

전원 라인에서 끌어와야 한다는 뜻입니다. 이는 전력망 전체에 부담을 줍니다.

고조파 발생 (Harmonics): 뾰족한 펄스 형태의 전류는 수많은 '고조파(Harmonics)'라는 노이즈를 발생시켜 전력망을 오염시킵니다. 이 노이즈는 같은 전력망을 쓰는 다른 기기(TV, 라디오, 정밀 장비 등)의
오작동을 유발할 수 있습니다.

2. PFC의 역할과 원리

PFC 회로는 바로 이 문제를 해결하기 위해 SMPS의 입력단(브리지 다이오드와 평활 커패시터 사이)에 추가됩니다.

PFC의 핵심 목표: SMPS가 끌어쓰는 전류 파형을 찌그러진 펄스가 아닌, 전압 파형과 거의 동일한 '사인파' 모양으로 만들어주는 것입니다.

이렇게 하면 SMPS가 전력망 입장에서 마치 '저항(Resistor)' 부하처럼 보이게 됩니다.

작동 원리 (능동형 PFC 기준): 현재 SMPS에 가장 많이 쓰이는 것은 '능동형(Active) PFC' 방식입니다.

능동형 PFC는 그 자체로 일종의 '부스트 컨버터(Boost Converter)'라는 승압형 SMPS입니다.
이 회로는 AC 입력 전압의 파형을 실시간으로 감지합니다.
그리고 FET 같은 스위칭 소자를 매우 빠르게 껐다 켰다 하면서, 입력 전류가 전압 파형의 모양을 그대로 따라가도록 강제로 조절(Shaping)합니다.
즉, 전압이 낮을 땐 전류를 조금만 흐르게 하고, 전압이 높을 땐 전류를 많이 흐르게 하여 전체적인 전류 파형을 '사인파'로 빚어내는 것입니다.

3. PFC의 장점

PFC 회로를 사용하면 다음과 같은 장점이 있습니다.

역률 대폭 개선: 역률이 0.95~0.99 수준으로 매우 높아집니다.
고조파(노이즈) 억제: 전력망으로 나가는 노이즈가 크게 줄어들어, 다른 기기를 보호하고 전력 품질을 향상시킵니다.
국제 규격 만족: 많은 국가에서 일정 출력(보통 75W 이상)을 가진 전자기기에 대해 PFC 탑재를 의무화하고 있습니다 (예: IEC 61000-3-2). PFC가 없으면 이 규격을 통과할 수 없어 제품 판매가 불가능합니다.
전력 효율 향상: 전력망에서 불필요하게 낭비되는 전력(무효 전력)이 줄어들어, 전력망 전체의 효율이 올라갑니다.