자동 전압 조절기(AVR) 직접 설계 및 제작: 단계별 완벽 가이드

대부분의 현대 전자 기기는 올바르게 작동하기 위해 조작된 전류와 전압을 필요로 합니다. 모든 회로의 주된 목적이 지속적인 출력 전류 조작이라고 주장할 수도 있습니다. 그럼에도 불구하고 전압 안정화 목표를 달성하는 데 도움이 되는 다양한 장치와 구성 요소가 있습니다. 그중 하나가 전압 조절기입니다. 이 가이드에서는 자동 전압 조절기 프로젝트와 나만의 자동 전압 회로를 직접 만드는 방법을 탐구합니다.

자동 전압 조절기는 어떻게 작동하는가?

회로 전압 조절기

전압 조절기는 일정한 전압을 유지하는 전기 장치입니다. 전압 조절기에는 세 가지 주요 유형이 있습니다:

• 전자식 전압 조절기
• 기계식 전압 조절기
• 전기기계식 전압 조절기

대부분의 현대 전압 조절기는 전자식 또는 전기기계식입니다. 자동 전압 조절기가 만들어지기 전까지 사람들은 스위치와 물리적 차단을 통해 전압 조절기를 수동으로 조작해야 했습니다.

따라서 인간의 개입을 최소화하면서 안정적인 출력 전압을 보장하기 위해 자동 전압 조절기를 통합했습니다. 이것이 주로 발전소의 전기 발전기에 사용하는 이유입니다.

자동 전압 조절기 조정

자동 전압 조절기의 응용 분야

발전소 발전기는 막대한 양의 전력을 다룹니다. 따라서 장비 고장이나 손상을 방지하기 위해 이 전력의 전압을 안정화해야 합니다. 여기서 자동 전압 조절기가 나섭니다.

AVR은 발전기가 특정 전압으로 전력을 분배하도록 보장합니다. 전압이 특정 설정값 이하로 떨어지거나 초과하면 AVR은 오류 신호를 보내고 실제 출력 전압을 조정합니다.

물론 평균 입력 전압에 따라 달라집니다. 그러나 여러 발전기가 병렬로 운전되는 경우, 한 세트의 AVR이 모든 발전기가 안정적이고 일정한 전력 출력을 내도록 보장합니다.

그럼에도 불구하고 중앙 발전소 발전기만이 AVR을 통한 전압 안정화를 필요로 하는 시스템은 아닙니다. 일상적인 전자 기기에서 전압 변동을 방지하기 위해 전압 발전기를 사용할 수도 있습니다. 예를 들어 노트북, 의료 기기, 자동차 알터네이터, 자동차 전력 시스템, 데이터 센터 및 기타 상업적 응용 분야에서 사용할 수 있습니다.

대부분의 전압 조작기는 최대 1킬로와트의 AC 작동 전력을 허용합니다. 또한 장치 요구 사항에 따라 출력 전압 제어를 변경할 수 있습니다. 따라서 AVR은 가변 전압을 수용하기 위해 다양한 단계를 가집니다. 전압 조절기의 목적은 안정된 전압을 보장하는 것입니다. 전압 조절기는 교류를 직류로 조절할 수도 있습니다.

자동 전압 조절기 회로

피드백 전압 조절기가 있는 전기 회로

이 섹션에서는 간단한 자동 전압 조절기 회로 설계를 다룹니다.

전자 부품은 다음과 같습니다:

부품 리스트

• 120V AC 입력 전원
• 양방향 스위치
• 10A 퓨즈
• 4단 DPDT(양극 양투) 스위치
• 220턴(6층) 트랜스포머, 8차 권선(7×55턴 및 1×60턴)
• 500mA 트랜스포머
• 릴레이
• 8단 로터리 스위치
• 적색 네온 램프/다이오드
• 녹색 네온 램프
• 100μF 25V 커패시터 × 2
• IN4007 다이오드 × 2
• 5kΩ 저항
• 5kΩ 프리셋 저항
• 5kΩ 프리셋 가변 저항
• 2V 제너 다이오드
• BC547 트랜지스터
• 전압계

자동 전압 조절기 제작 지침

EMRI LXCOS 전압 조절기

출처: Wikimedia Commons

회로에는 라이브와 중성 입력이 있는 120V 전원이 필요합니다. 중성선은 일반 스위치에 연결된 후 DPDT 스위치의 첫 번째 단자로 연결됩니다. 다음으로 120V 라인은 퓨즈에 연결된 후 220턴 트랜스포머로 연결됩니다.

메인의 라이브 라인은 220턴 트랜스포머의 1차 권선에 연결됩니다. 첫 번째 2차 권선(60턴)은 로터리 스위치의 첫 번째 단계와 DPDT 스위치의 세 번째 단자에 연결되어야 합니다.

다음으로, 다른 모든 2차 권선이 로터리 스위치의 해당 단계 번호에 연결되도록 해야 합니다. 예를 들어, 두 번째 권선 세트는 두 번째 단계에, 세 번째는 세 번째 단계에 연결됩니다. 마지막으로 일반 로터리 스위치는 DPDT 스위치의 두 번째 단자에 연결되어야 합니다.

자동 차단 회로 연결

다음으로 DPDT 스위치의 끝을 릴레이의 공통 단자에 연결해야 합니다. 릴레이는 전압 조절기 회로의 자동 차단을 용이하게 합니다.

메인 라인 전원 공급 장치의 라이브 연결은 릴레이의 N/O(상시 개방)로 연결되어야 합니다. 결과적으로 이것이 메인 전원 공급 장치의 첫 번째 실제 출력이 됩니다.

릴레이의 N/C(상시 폐쇄)는 적색 네온 램프/다이오드의 단일 단자에 연결됩니다. 적색 램프는 자동 전압 조절기가 꺼져 있을 때를 표시하는 데 사용합니다.

다음으로 적색 램프의 인접 단자 메인을 라이브 전원 공급 라인에 연결해야 합니다. 이 연결은 릴레이의 공통 단자에서 자동 차단 회로의 500mA 트랜스포머로도 실행되어야 합니다. 이 경우 전압 조절기는 아날로그 전압을 감지하고 자동 전압 조절기를 끄는 데 사용합니다.

전압 조절기가 켜져 있을 때를 표시하기 위해 녹색 네온 램프/다이오드를 구현해야 합니다. 메인 전원 공급 장치의 중성선과 라이브 라인에 연결해야 합니다. 또한 전압 조절기에 전원이 있는지 감지하기 위해 녹색 네온 다이오드를 전압계와 병렬로 연결해야 합니다. 이것이 전체 기본 회로의 연결 방식입니다.

자동 차단 회로 연결 설명

부하 하의 자동 차단 회로 트랜스포머

출처: Wikimedia Commons

릴레이와 트랜스포머 사이에는 임베디드 자동 차단 회로가 있습니다. 자동 차단 회로는 트랜스포머로부터 두 개의 입력을 받습니다.

첫 번째 입력은 100μF 25V 커패시터 중 하나를 통과하여 첫 번째 1.5kΩ 저항(R1)에 도달합니다. 두 커패시터 모두 병렬임을 유의하세요. 다음으로 첫 번째 가변 저항을 통과한 후 가변 저항으로 전달됩니다.

그런 다음 5kΩ 프리셋 저항(R2)에 연결되고 트랜지스터를 통과하여 최종적으로 릴레이로 전달됩니다. 두 번째 입력은 병렬인 두 다이오드와 관련되며, 두 번째 다이오드를 통과하여 릴레이로 출력됩니다.

요약

위 가이드에서 자동 전압 조절기를 다루었습니다. 그것이 하는 일과 직접 만드는 방법을 탐구했습니다. 전압 조절기는 국가 전체에 전기를 공급할 수 있는 발전기에 사용된다는 점을 고려할 때 중요한 구성 요소입니다. 따라서 안정적인 전압이 필요합니다. 그럼에도 불구하고 이 가이드가 도움이 되었기를 바랍니다. 언제나 그렇듯 읽어주셔서 감사합니다.