고전류 전압 조절기: 전문가를 위한 완전 정복 가이드

전압 조절기

전압 조절기가 필요하지 않은 전기 제품은 거의 없습니다. 이 사실은 전압 조절기를 회로에서 가장 많이 사용되는 전기 부품 중 하나로 만듭니다. 회로가 배터리 전압이나 DC/AC 어댑터 전압으로 직접 실행되지 않는 한, 전류 증가와 순간 전류로 인한 손상을 방지하기 위해 전압 조절기가 필요합니다. 또한 회로에 맞는 고전류 전압 조절기를 선택하거나 만들기 전에 잘 이해하고 있어야 합니다. 이 글에서는 고전류 전압 조절기의 작동 원리, 전압 조절기 유형, 응용 분야, 프로젝트에 직접 만들 수 있는 전압 조절기 회로를 배워보겠습니다.

시작해 볼까요!

고전류 조절기는 어떻게 작동하는가?

전압 조절기의 주된 목적은 전류 제한입니다. 즉, 고정된 출력 전압을 생성하고 유지합니다. 부하 조건이나 입력 전압을 변경하더라도 일정한 출력 전압은 동일하게 유지됩니다.

전압 조절기

또한 전압 조절기는 스위칭 모드 전원 공급 장치에서 회로가 받는 공칭 전압을 회로의 다른 전자 부품의 정상 작동에 적합한 범위 내로 유지합니다.

대부분의 전압 조절기는 DC-DC 변환용으로 작동하지만, 일부는 AC-DC 및 AC-AC 변환도 처리할 수 있습니다.

전압 조절기 유형: 리니어 vs 스위칭

전압 조절기를 선택하거나 만들기 전에 고려해야 할 두 가지 유형의 전압이 있습니다. 리니어 조절기와 스위칭 조절기가 포함됩니다.

리니어 조절기는 저렴하고 단순한 유형의 조절기로 노이즈 없는 특징이 있습니다. 그러나 리니어 벅 조절기는 낮거나 평균적인 전력 레벨을 가지므로 가벼운 부하의 전압을 낮추는 데 가장 유용합니다. 리니어 조절기는 크기도 콤팩트합니다.

리니어 조절기 회로도

반면 스위칭 조절기는 높은 전력 효율을 가지지만 설계가 더 복잡하고 리니어 조절기보다 비용이 더 듭니다. 게다가 더 높은 노이즈 출력을 가집니다. 그러나 승압 또는 강압 조절기로 스위칭 조절기를 사용할 수 있습니다.

피드백 제어 스위칭 조절기 다이어그램

전압 조절기 응용 분야

리니어 및 스위칭 전압 조절기의 몇 가지 응용 분야는 다음과 같습니다:

• 리니어 조절기는 저예산, 노이즈 민감, 제한된 공간, 저전류 응용 분야(웨어러블, 사물인터넷(IoT), 헤드폰 기기 등)에 사용할 수 있습니다.

헤드폰

• 스위칭 조절기는 더 일반적인 응용 분야에 사용할 수 있습니다. 또한 고성능 및 고효율 응용 분야(소비자, 자동차, 엔터프라이즈, 산업용 응용 분야 등)에도 사용할 수 있습니다.

자동차

고전류 전압 조절기 회로 프로젝트

이 섹션에서는 프로젝트에 만들 수 있는 두 가지 유형의 전압 조절기 회로를 살펴봅니다. 고전압 7812 전압 컨트롤러 회로와 LM338을 사용한 고전류 가변 전압 조절기 회로 두 가지를 논의하겠습니다.

고전류 7812 전압 조절기 회로

고전류 7812 전압 회로도

출처: Dc-voltage regulator blogspot

트랜지스터를 사용하여 고전류 7812 전압을 구축할 수 있으며, 트랜지스터는 조절기 회로의 부하 전류 전력을 증가시키는 데 도움이 됩니다. 또한 양의 조절기 유형은 NPN 트랜지스터를 사용하는 반면, 음의 조절기는 PNP 트랜지스터를 사용한다는 점을 명심하세요.

또한 이 회로는 12V DC 전압 전류 컨트롤러 회로의 완벽한 예시입니다. IC 7812를 사용하여 1A IC 7812의 부하 전압을 개선합니다(최대 15A까지).

참고: 외부 트랜지스터를 더 많이 사용할수록 더 높은 부하 전류를 얻습니다.

따라서 3개의 MJ2955 상보 트랜지스터를 결합하여 고전류 7812 전압 조절기를 만들 수 있습니다.

여기 가장 좋은 부분이 있습니다.

MJ2955 트랜지스터를 더 추가(증가)하거나 일부를 제거하여 부하 전류 전력을 변경할 수 있습니다.

또한 100Ω 이하의 정격 저항을 사용하여 시스템을 전류 과부하로부터 보호할 수 있습니다. 이 저항으로 IC 7812가 받는 전압을 안정화할 수 있습니다.

7812의 부하 전류가 1A를 초과하지 않으므로 1A IC의 출력 전압에 대한 보호 퓨즈로 사용할 수 있습니다. 따라서 높은 연속 전류나 정전류로부터 IC를 보호합니다.

또한 1C MJ2955와 7812 트랜지스터 모두에 방열판을 설치하여 부하 전압에 대한 효율적인 방열 시스템이나 열 차단 기능을 위한 추가 냉각을 해야 합니다.

방열판

참고: 방열은 온도 상승도 방지합니다. 최대 온도 도달 시 온도 차단 기능도 포함할 수 있습니다.

또한 이 회로에 -ve 조절기 7912를 사용할 수 있습니다. 하지만 MJ2955 트랜지스터를 MJ3055, TIP3055, 2N3055 같은 다른 트랜지스터로 변경해야 합니다.

LM338을 사용한 고전류 가변 전압 조절기 회로

LM338 고전압 조절기 회로

출처: 320volt.com

LM338을 사용한 이 가변 전압 조절기 회로는 1.5V~35V의 제어되지 않은 DC 입력 공급으로부터 1.2V~32V 사이의 조절된 DC 실제 출력 전압을 제공할 수 있습니다.

LM386은 3단자 +ve 전압 컨트롤러인 조정 가능한 전원 공급 장치 IC입니다. 또한 1.2~32볼트에서 5암페어 이상을 공급할 수 있습니다. 또한 이 회로를 사용하기 위해 두 개의 저항만 필요합니다. 또한 가변 저항으로 얻을 수 있는 목표 출력 전압은 다음과 같습니다:

V_out = 1.25V (1 + R2/R1) + I_adj R2

필요한 부품

이 회로에 필요한 부품은 다음과 같습니다:

1. C1 - 10μF/25V - CP 방사형 D4.0mm - P2.00mm (1개)
2. C2 - 4.7μF/25V - CP 방사형 D4.0mm - P2.00mm (1개)
3. R1 - 120Ω - R 축방향 DIN0204 D1.6mm L3.6mm - P5.08mm 수평 (1개)
4. D1, D2 - 1N4007 - D-DO-41 SOD81 P10.16mm 수평 (2개)
5. U1 - LM338 - TO-220-3 수직 (1개)
6. RV1 - 1kΩ - 포텐쇼미터 Bourns 3266Y 수직 (1개)
7. J1, J2 - 나사 단자 01×02 - JWT A3963 1×02 P3.96mm 수직 (1개)

LM338은 이 가변 전압 조절기 회로의 주요 구성 요소입니다. 입력 단자 3을 양극 단자(Vin)에 직접 연결할 수 있습니다. 또한 핀 2(Vout)를 핀 나사 단자, 출력 범위에 연결합니다. 다음으로 핀 1을 가변 저항 RV1을 통해 GND에 연결합니다.

따라서 이 회로의 R1과 RV1 값을 변경하여 LM338의 조절된 출력 전압을 변경할 수 있습니다. 또한 커패시터 C2와 C1은 필터 작업을 수행하고, D1과 D2는 '역방향 보호 요소'로 작동합니다.

마무리

마지막으로, 직접 만들지 않고 완벽한 전압 조절기를 선택하기 전에 고려해야 할 사항을 살펴보겠습니다. 먼저 Vout, Vin, Iout, 심지어 시스템 우선순위 같은 필수 기능을 이해해야 합니다.

이 매개변수를 이해하면 애플리케이션 요구 사항을 충족하는 장치가 무엇인지 찾아보세요. 매개변수 검색 테이블과 전류 그래프를 사용하여 이 작업을 수행할 수 있습니다. 또한 효율 그래프를 사용하여 원하는 전압 조절기의 실제 효율을 찾을 수 있습니다.

매개변수 검색 테이블

또한 적합한 전압 조절기는 회로가 배터리 전원을 사용하는 경우 배터리 수명을 늘려줍니다.

이상으로 이 기사를 마칩니다. 추가 도움이 필요하거나 더 많은 질문이 있으시면 연락 주세요. 항상 기꺼이 도와드리겠습니다.