AC DC 컨버터:완벽한 DC 전원 솔루션

AC DC 컨버터는 AC에서 DC로의 변환 프로세스가 필요한 전자 장치에 전원을 제공합니다. 이 장치의 다양한 응용 프로그램은 근처에 있는 DC 벽면 콘센트에 액세스할 수 없는 경우 유용할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 이 기술을 이해하는 것은 복잡한 특성으로 인해 혼란스럽고 압도적일 수 있습니다. 이 심층 기사를 통해 이러한 장치가 달성하는 것과 작동 방식에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. WellPCB에서는 AC-DC 컨버터에 이상적인 애플리케이션에 대한 정보를 제공합니다. 따라서 이러한 변환기의 작동 방식과 안전하게 활용하는 방법을 이해할 수 있습니다. 여기에 제공된 모든 것이 올바른 길로 안내하므로 계속 읽으십시오!

1. AC DC 컨버터란 무엇입니까?

AC-DC 전자 전원 공급 장치는 전원에서 AC 전압을 가져와 배터리 구동 장치의 DC 출력 전압으로 변환합니다. 또한 이 장치는 AC 또는 DC 출력 전압이 필요한 일상적인 전자 제품에 이상적인 저전압 값을 변환합니다. 각 변환기는 다른 디자인을 포함하지만 일반적으로 단일 또는 다중 변압기, 필터 및 정류기와 함께 제공됩니다. 또한 일부 AC-DC 컨버터는 활성 모드 효율을 제공하므로 에너지 소비가 적습니다.

(DC 전원 어댑터)

이것을 DC 전원 어댑터와 혼동하지 않는 것이 중요합니다. DC 전원 공급 장치는 회로 기판과 같은 장치에 일정한 전류를 공급하기 때문입니다. AC를 볼트 DC로 변환하지 않습니다. 엔지니어는 일반적으로 테스트 목적으로 DC 전원 어댑터를 사용합니다. DC-DC 전원 공급 장치도 배터리에서 전원을 가져와 다른 전압 레벨로 변환하기 때문에 이와 다릅니다.

일반적으로 오늘날 시장에는 선형 및 스위칭의 두 가지 유형의 AC-DC 변환기가 존재한다는 사실을 알게 될 것입니다. 저렴하고 간단한 솔루션인 Linear는 추가 에너지를 열로 손실하므로 고온에서 잘 작동하지 않는 애플리케이션에 문제가 발생합니다. 보다 복잡한 장치인 스위칭 전원 공급 장치는 완전 켜짐과 완전 꺼짐 간에 전환할 수 있는 기능으로 에너지 손실을 줄입니다. 또한 데이터 센터, 네트워킹 및 서버 애플리케이션에 더 높은 전력 밀도를 제공합니다.

가볍고 효율적이며 더 작지만 억제 없이 전기 노이즈를 생성합니다. 단순한 디자인은 제한된 역률을 제공할 수도 있습니다. 이러한 이유로 역률 보정기는 이러한 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.

(스위칭 전원 공급 장치, 완전 켜짐에서 완전 꺼짐으로 전환되는 복잡한 장치입니다.)

2. AC DC 컨버터 작동 방식

통합 변압기는 연결된 장치에 대한 향상된 DC 공급 기능을 위해 전압 수준을 낮추거나 높여 AC 전압을 교대합니다. 정류라고 하는 변환 프로세스에는 부하 측 연결에서 정류기를 사용하여 AC 전원을 DC 전원으로 변환하는 작업이 포함됩니다. 마지막으로 필터는 AC 전력파의 노이즈를 제거하여 DC 소스 회로에 보다 부드러운 에너지를 제공합니다.

일반적으로 회로는 다양한 형태를 취하지만 필요한 부품을 포함합니다. 또한 하나 이상의 전환 단계를 제공합니다.

방열판이 장치를 효율적으로 냉각할 수 없는 경우 일부 장치에는 냉각 팬이 포함될 수도 있습니다. 그러나 일부 팬은 공간을 차지하므로 이상적인 크기를 선택해야 합니다. 빠르게 회전하는 냉각 팬을 사용하면 더 나은 방열 효과를 얻을 수 있습니다.

3. AC-DC 컨버터 애플리케이션

(충전기는 AC-DC 컨버터를 포함합니다)

기본적으로 이러한 장치는 다양한 응용 분야의 기존 전자 장치에 대해 AC를 볼트 DC로 변환합니다. 외부 및 내부 어댑터를 포함하여 다양한 형태로 제공됩니다. 내부 어댑터는 블루레이 플레이어와 같은 전자 제품, 의료 장비(650W AC-DC 전원 공급 장치) 등으로 구성되며 외부 어댑터는 노트북과 같은 장치로 구성됩니다.

(텔레비전과 휴대폰에는 AC-DC 컨버터가 있습니다)

응용 프로그램의 다른 예로는 온수기, 팬, 진공 청소기, 텔레비전, 휴대폰, 충전기 등이 있습니다. 또한, 군용 및 통신 장비, 산업 기계(250W AC-DC 전원 공급 장치) 및 DC 모터가 있는 주방 가전 제품은 AC-DC 전원 공급 장치를 활용합니다.

또한 이러한 장치에는 과전압, 과전류 및 단락 보호 기능이 있어 사용자와 장치를 안전하게 보호합니다.

DC 전력 변환기는 진폭 변조 무선 신호 감지 기능도 제공합니다.

(노트북용 AC-DC 컨버터)

4. AC DC 컨버터를 설계하는 방법은 무엇입니까?

(트랜스포머와 전자 부품이 있는 AC-DC 컨버터 회로 기판.)

시작하기 전에 AC 전압 출력이 매우 위험하다는 점을 고려해야 합니다. 따라서 AC-DC 컨버터는 매우 신중하게 구축하고 시간을 들여야 합니다. 노출된 각 전선의 위치를 ​​확인하고 격리된 작업 영역이 안전한지 확인해야 합니다. 그런 다음 DC 컨버터를 연결하기 전에 연결을 다시 확인하십시오. 그렇지 않으면 사용자와 장치에 해를 끼칩니다.

이 DC 전원 어댑터를 설계하려면 다음 부품이 필요합니다.

• 변압기
• 다이오드 5배
• 커패시터 4x
• 78XX 전압 조정기 1x
• 전선
• 방열판

(방열판 복사)

필요한 도구:

• 무납땜 브레드보드
• 납땜 인두 및 땜납
• 인쇄 회로 기판
• 와이어 절단기

(인쇄회로기판)

일을 시작하려면 AC 전원 케이블을 1차 권선 쪽에 연결해야 합니다. 그런 다음 브리지 정류기에 대한 2차 권선 측을 클릭합니다. 멀티미터는 전원 케이블을 연결할 때 보조 핀의 출력 전압을 확인하는 데 도움이 됩니다.

(승압 및 강압 변압기)

12-24VAC 정격인지 확인해야 합니다. 그러나 220VAC 주전원에는 10:1 강압 변압기가 필요합니다. 회로의 전력 소비에 유의하십시오. 부착된 방열판은 전압 조정기가 1A의 전원을 공급하는 데 도움이 됩니다.

(정류라고도 하는 변환 과정을 보여주는 그림)

4.1 AC-DC 컨버터 구성요소

• 입력 필터링 블록 – 입력 필터링 블록은 스위칭 구성 요소의 전기 노이즈를 억제하여 주 전원 공급 장치에 영향을 미치지 않도록 합니다. 이 부분은 또한 노이즈가 회로를 관통하는 것을 방지합니다.

(다이오드 브리지 정류기)

• 정류 – AC-DC 컨버터는 정류기를 사용하여 AC를 DC로 변환하는 정류 과정을 거칩니다.

(역률 보정)

• 역률 보정(PFC) – 역률 보정은 AC-DC 컨버터를 보다 효율적으로 만듭니다. 전류 및 AC 회로의 무효 전력 성분을 감소시킵니다. 일부 역률 보정기는 연속 전도 모드와 불연속 전도 모드를 지원합니다.
  
• 파워 스테이지 – 파워 스테이지는 변압기를 통해 메인 측에서 2차 측으로 에너지를 조절합니다. 스위치와 고주파에서 전환되는 출력 필터가 함께 제공됩니다.
  
• 변압기 – 변압기는 연결을 형성하는 전자기 유도로 기초 주위를 감싼 전선을 포함합니다. 따라서 고전압 연결은 이 기능의 이점을 얻을 수 있습니다.
  
• 출력 회로 – 출력 회로는 각 구성 요소의 에너지 저장 플랫폼 역할을 합니다. 균형 잡힌 출력 전압 레벨을 제공하기 위해 각 부품에 전달되는 에너지는 피드백 제어 루프를 거칩니다.
  
• 조절 – 조절은 피드백 제어 회로를 통해 각 스위치에 일정한 출력 전압을 제공하여 재충전된 전원을 보장합니다. 따라서 버튼을 hard ON 또는 hard OFF로 설정하면 더 효율적입니다.
  

• 전압 제어 모드 – 조정 회로가 출력 전압을 감지하여 특정 전압과 비교합니다. 오류가 발생하면 전압 레벨이 조정됩니다.
  
  
• 전류 제어 모드 – 전압 제어 모드의 변경된 버전인 전류 제어 모드는 회로의 인덕터 전류를 감지합니다. MOSFET의 하이 사이드 저항에서 감지가 발생합니다. 또한 전압 제어 모드에 비해 빠른 변화 감지 솔루션을 제공합니다.
  

컨버터 유형 – 가장 널리 사용되는 컨버터 유형인 플라이백 및 벅 플라이백에는 적은 수의 부품이 포함되어 있습니다. 또한 이러한 저렴한 토폴로지는 변압기를 결합합니다.

5. AC-DC 컨버터 안전 가이드라인

변환기를 사용하기 전에 안전을 위해 특별한 주의를 기울여야 합니다. 유익한 것으로 판명될 수 있는 몇 가지 단계에 대해 논의했습니다.

• 방열판이나 케이스에 닿으면 화상의 위험이 높아지므로 이 부분을 만지지 마십시오.
• 입력 단자 및 내부 부품을 만지지 마십시오. 감전이나 화상을 입을 수 있습니다.
• AC-DC 컨버터를 작동하는 동안 손과 얼굴을 안전한 거리에 유지해야 합니다. 그렇지 않으면 장치가 오작동하여 부상을 입을 수 있습니다.
• 컨버터 입력에 슬로우 블로우 퓨즈를 설치하면 작동 중에도 안전합니다.

결론:

AC-DC 컨버터는 일상적인 전자 제품에 매우 편리합니다. 그들은 장치가 올바른 유형의 전원을 공급받을 것이라고 확신합니다. 또한 이 기계는 구성 요소의 수가 복잡해 보이는 경우에도 변환 프로세스를 안전하고 효율적으로 만듭니다. 이제 이 주제에 대해 상당한 지식을 얻었으므로 시작할 준비가 된 것 같습니다!

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