전류 제한 회로가 전자 기기와 전원 공급 장치를 보호하는 방법
전류 제한 회로는 과부하 또는 단락이 발생할 수 있는 곳에서 전반적인 보호를 보장함으로써 전원 공급 장치를 돕습니다.
일반적으로 전류 제한기는 미래의 전원 공급 중 손상을 방지하기 위해 전자 부품에 장착되어 있습니다. 이들은 전원 공급 집적 회로(IC)를 제어하는 데 필요한 표준 기능 중 하나입니다.
위 내용과 더 많은 것이 이 기사에서 설명될 것입니다.
1. 전류 제한 회로란 무엇인가
간단히 말해, 전류 제한기는 정격 전원 공급 장치에서 전류를 제한하여 회로 손상을 방지합니다. 이렇게 하면 전자 회로가 결정할 수 있는 최대 전류 수준만 장기적으로 적용됩니다.
(전자 회로)
그럼 왜 전류 제한기가 필요한가?
전류 제한기를 여러 응용 분야에서 사용할 수 있으므로 전자 부품의 수명과 안전을 보장하는 것이 가장 좋습니다. 결국 기기에 전류 보호를 제공하게 됩니다.
종종 선형 전원 공급 장치에서 전류 제한 회로를 사용하거나 스위칭 모드 전원 공급 장치에서 감지 기술을 적용합니다. 다른 때는 고와트 LED를 작동하는 데 전류 제어 회로를 사용할 수 있습니다.
두 응용 분야 모두 앞으로 다룰 것입니다.
2. 전류 제한 회로의 유형
프로젝트에 따라 선택할 수 있는 다양한 전류 제한기가 있습니다. 그러나 일반적으로 사용되는 것은 아래 유형들입니다.
정전류 제한
기술자들은 전원 공급 장치를 제어할 때 정전류 제한을 가장 기본적인 형태의 전류 제한으로 간주합니다.
작동 메커니즘: 정전류 제한기는 전류가 최대 수준으로 상승할 때 출력 전압을 유지하여 작동합니다. 전류가 피크에 도달하면 일정하게 유지됩니다. 그런 다음 부하 증가에 따라 전압 강하가 발생합니다.
일부 장점은 다음과 같습니다:
- 이해하기 쉬운 회로의 간단한 회로입니다.
- 또한 몇 개의 전자 부품만 필요합니다.
단점은 다음과 같습니다:
- 단락이 발생할 때마다 전류를 줄이지 않습니다. 최대 수준에서 회로 전류를 유지하여 회로에 손상을 줄 수 있습니다.
(손상을 초래하는 단락)
- 또한 전류 제한이 작동을 시작하면 최대 전류를 끌어올 수 있습니다. 이 과정에서 출력 전압이 떨어지며 전원 공급 조절에서 직렬 패스 트랜지스터 전체에 증폭된 전압이 발생합니다. 결과적으로 전자 장치 내 전력 소모가 증가합니다.
- 셋째, 거의 0에 가까운 출력 전압과 최대 전류가 인출되면 전압이 정류 회로와 평활화로부터 초기 입력 전압과 거의 같아집니다.
불행히도 전자 회로 설계 단계에서 이런 상태는 권장되지 않습니다. 여유가 없기 때문에 더 큰 직렬 패스 트랜지스터의 통합을 강제하기 때문입니다.
또한 추가 방열판 기능이 필요할 수 있으며 이는 이후 정격 전원 공급 장치의 크기와 비용을 증가시킵니다.
(인쇄 배선 기판의 방열을 위한 방열판)
폴드백 전류 제한
폴드백 전류 제한은 전류 제한 작동이 시작될 때까지 출력 전압을 유지합니다. 그렇게 하면서 전류가 제한과 함께 감소하기 시작합니다. 관례적으로 더 높은 전력 과부하는 전류 감소를 유도하므로 전기 회로 손상 가능성이 줄어듭니다.
일부 장점은 다음과 같습니다:
- 첫째, 과부하 증가가 전류를 폴드백시키므로 전력 소모를 줄입니다. 이것이 일어날 때 전력 소모가 감소하고 직렬 패스 트랜지스터의 열 소모가 칭찬할 만한 한계에 있습니다.
- 그런 다음 몇 개의 전자 부품으로 구현할 수 있습니다.
- 또한 비용 효율적입니다. 대부분 폴드백 전류 제한의 정격 전원 공급 집적 회로로의 통합은 불가피한 기능입니다. 따라서 요구 사항이 되어 비용이 거의 눈에 띄지 않습니다.
단점:
- 폴드백 제한기는 더 많은 전자 부품을 필요로 하므로 정전류 제한기보다 더 복잡합니다. 또한 선형 전원 공급 장치에 추가적인 복잡성을 의미합니다.
- 둘째, 비선형 부하와 잘 작동하지 않습니다.
- 또한 비옴 장치와 함께 제한기를 사용하면 락아웃이 발생할 수 있습니다. 동시에 장치는 공급 전압에 관계없이 지속적인 전류 레벨을 끌어당기는 경향이 있습니다.
참고 – 락아웃 조건을 피하기 위해 폴드백 전류 제한기에 과도 지연을 포함할 수 있습니다.
3. 전류 제한 저항 계산
(전기 부품의 저항 응용)
전류 제한 저항을 계산하기 위해 아래 그림을 봐야 합니다. 그림은 전류 제어를 설정하는 데 사용할 수 있는 가변 저항을 표시합니다.
R1의 경우 표시된 공식으로 계산하여 고정 저항으로 교체할 수 있습니다:
R1 (제한 저항) = Vref/전류
또는
R1 = 1.25/전류
R1 와트 = 1.25 x 전류
참고: 다른 LED는 다른 전류를 가질 수 있으며, 최적 순방향 전압을 와트수(3.3V 기준 표준 전압)로 나누어 계산할 수 있습니다.
예를 들어, 2와트 LED는 2/3.3V = 0.6암페어 또는 300mA가 됩니다.
이 계산은 다른 LED에도 적용됩니다.
- 전류 제한 회로의 응용
이 기사 부분에서는 전류 제한을 사용하여 LED 전류 속도 회로를 설계하는 것에 대해 논의합니다.
LED를 위한 전류 속도 회로의 중요성
LED는 효율적으로 저소비로 조명을 생성합니다. 하지만 때때로 전류와 열로 인해 성능이 영향을 받을 수 있습니다. 특히 고와트 LED를 고려할 때 많은 열을 생성하므로 특히 그렇습니다.
높은 전류로 구동되는 LED는 허용치를 넘어 뜨거워져 손상됩니다. 반면 제어되지 않은 열 소모는 결국 더 많은 전류를 끌어당기고 파괴를 겪습니다.
따라서 전류 제한이 당면한 문제를 억제하는 데 도움이 됩니다.
응용 회로 - 전류 제어 LED 튜브 라이트 설계
전류 속도 회로를 사용하여 높은 정밀도로 전류 제어 LED 튜브 라이트 회로를 효율적으로 만들 수 있습니다. 예를 들어 30와트 정전류 LED 드라이버 회로를 연결할 때 아래 공식을 사용하여 연결된 직렬 저항을 계산합니다.
R = (공급 전압 - 총 LED 순방향 전압) / LED 전류
R (와트) = (공급 전압 - 총 LED 순방향 전압) x LED 전류
IC가 없으면 바이폴라 접합 트랜지스터나 몇 개의 트랜지스터를 구성하여 LED용 작동 전류 컨트롤러 회로를 형성할 수 있습니다.
(트랜지스터가 있는 LED 컨트롤러)
설계할 수 있는 실질적인 방법은 다음과 같습니다:
두 개의 다이오드와 저항 사용
전기 부품으로서의 다이오드 유형
전원 공급 회로는 출력 패스 트랜지스터의 이미터에 직렬로 있는 감지 저항을 사용합니다. 그런 다음 트랜지스터의 베이스와 회로 출력 사이에 두 다이오드를 배치하여 전류 제한 효과를 달성합니다.
회로가 정상 범위에서 작동할 때 직렬 저항에 작은 전압이 존재합니다.
작은 전압과 베이스-이미터 전압은 종종 두 다이오드 전류를 켜기에는 너무 작습니다. 두 다이오드 접합 강하만큼 말입니다. 그럼에도 불구하고 전류 증가는 저항 전체의 전압 증가를 초래합니다.
두 다이오드가 전류를 전도하려면 베이스-이미터 접합 강하와 저항이 동일해야 하며, 이는 궁극적으로 두 다이오드 접합 강하와 같습니다.
저항 계산
R1은 다음 공식으로 결정됩니다:
R1 = (Us - 0.7) Hfe/부하 전류
Us = 공급 전압
Hfe = T1 순방향 전류 이득
부하 전류 = LED 전류 = 100W/35V = 2.5암페어
R2의 경우:
R2 = 0.7/LED 전류
결론
요약하면 영구 전원이 필요한 전자 장치는 오랫동안 작동하기 위한 안전 조치가 필요합니다. 또한 안전 조치는 더 적은 추가 전자 부품을 활용하고, 저렴하며, 장치에 구현하기 간단해야 합니다. 전류 제한기는 여기에 언급된 모든 범주에 적합합니다.
더구나 프로젝트를 설정하면서 직접 통합할 수 있습니다. 그러나 궁금한 점이 있으면 연락 주세요. 기꺼이 도와드리겠습니다.