전압 모니터링 회로(Voltage Monitoring Circuits) 실전 가이드

전압 모니터는 다양한 회로에서 전압 레벨을 확인하는 데 필요합니다. 아날로그 전압 신호를 다른 신호나 기준 전압과 비교하여 어느 전압이 더 큰지 판단하는 방식으로 작동합니다. 전압 모니터링 회로는 다양한 제품에서 유용하며, 개인 프로젝트에서도 전압 비교기를 사용할 수 있습니다. 따라서 이 기사는 다양한 예제를 통해 전압 모니터링 회로에 대한 이해를 돕는 것을 목표로 합니다.

1. 배터리 전압 모니터링 회로에서의 LM339

LM339 전압 비교기 IC는 최대 이득으로 작동할 수 있는 14핀 오퍼앰프입니다. 저전압 IC이므로 배터리 전압을 모니터링하고 실시간으로 문제를 감지하는 데 도움을 줍니다.

배터리 전압 모니터 회로에서 어떻게 작동하는지 살펴보려면 다음이 필요합니다:

• 2개, 1K 저항
• 1N5233 제너 다이오드 6V
• 5K 포텐쇼미터
• 부저
• LM339 비교기 회로
• 1개 LED
• 9V 배터리

배터리 전압 모니터 회로의 LM339

이 회로에서 전압은 포텐쇼미터를 통해 IC의 비반전 단자(핀 5)로 흐릅니다.

그런 다음 저항(R1)이 제너 다이오드를 통해 핀 4(반전 단자)로 전류 흐름을 제한합니다.

기억하세요, 제너 다이오드는 기준 전압을 포함하며, IC는 들어오는 전압과 비교하여 출력 전압을 결정합니다.

IC는 초기 전압(V1)과 2차 전압(V2)을 비교하여 출력 전압을 결정합니다. 따라서 V1 > V2이면 IC는 Vcc 신호를 출력하고, V1 < V2이면 GND가 됩니다.

다시 말해, 초기 전압이 6V를 초과하면 비교기 출력이 하이 상태가 됩니다. 따라서 부저와 LED 표시기는 단자가 양전압에만 연결되므로 표시하지 않습니다.

그러나 들어오는 전압이 6V 미만이면 부저가 울리고 LED가 켜집니다.

또한 저항(R2)의 역할은 부저 표시기로 가는 전압을 조절하는 것입니다. 포텐쇼미터를 사용하여 회로 전압 레벨과 감도를 조정할 수 있습니다.

2. 4 LED 모니터링 회로에서의 LM324 IC 사용

LM324는 쿼드 앰프 한 패키지이므로 이 회로에 적합합니다. 다른 비교기보다 더 높은 전압을 견딜 수 있습니다.

회로를 위해 다음이 필요합니다:

• 저항들
• 10K 포텐쇼미터
• 제너 다이오드(3.3V)
• 4개 LED
• 10K 프셋
• LM324 IC (A1~A4)

LM324 4 LED 모니터링 회로

이 회로에서 모든 오퍼앰프 반전 핀은 제너 다이오드에서 특정 전압에 연결됩니다. 저항이 어느 전압이 어느 오퍼앰프로 가는지 결정합니다.

또한 오퍼앰프의 비반전 핀은 센서 역할을 하며 가변 저항에서 끝납니다.

전압 임계값을 조정하려면 슬라이더 암이 그라운드 단자를 향하도록 하여 비반전 핀이 0 전위를 가지게 하십시오.

그런 다음 조절된 전원 공급 장치를 사용하여 모니터링하려는 최저 레벨 전압을 초기 전원으로 적용합니다. 동시에 P1을 조정하여 백색 LED가 켜질 때까지 합니다.

다음으로 모니터링하려는 두 번째 전압 레벨을 적용하고 황색 LED가 표시될 때까지 P2를 조정합니다. P3, P4 프셋에도 동일한 절차를 따르고 완료되면 밀봉합니다.

위 설정은 회로를 도트 모드(dot mode)로 둡니다. 모든 LED 캐소드를 분리하고 그라운드(GROUND)에 연결하면 바 그래프 모드(bar graph mode)로 변경할 수 있습니다.

각 비교기 출력에서 배터리 전압과 기준 전압을 비교하여 회로의 출력 전압을 생성합니다.

기준 전압은 바이어스 저항 R1에 연결된 제너 다이오드에서 나옵니다.

제너 다이오드가 이 범위에서 최고 열 안정성을 가지므로 5-6 전압이 적합합니다.

모든 LED 캐소드가 그라운드(GROUND) 라인에 연결되어야 합니다.

3. 전압 조절 회로에서의 LM3915

이 회로는 배터리 충전 중 정확한 전압 레벨을 10단계로 확인할 수 있는 10단계 기능입니다.

이 회로의 전원 공급 전압은 1~35V 범위일 수 있으며, 여기서는 12V 배터리를 사용합니다.

이 회로에는 다음이 필요합니다:

• 10개 LED
• LM3915 IC
• 트랜지스터
• 3V 정전압 제너 다이오드
• 저항들

LM3915 10단계 조절 회로

이 회로에서 트랜지스터는 이미터 팔로워로 고전류를 분배하고, 제너 다이오드는 정전압 3V를 분배합니다.

이 설정은 LED가 전압 레일에서 과도한 전류를 소모하여 IC가 과열되는 것을 방지하기 위해 필요합니다.

전압은 10K 저항과 프셋으로 구성된 전압 분배기를 거친 후 핀 5를 통해 IC로 들어갑니다.

IC 출력 단의 LED들이 필요한 표시를 생성합니다.

LED 전압 모니터 회로를 보정하려면 입력 전압을 10으로 나눕니다. 그렇게 하면 LED 표시기를 켤 적절한 입력 비율을 결정할 수 있습니다.

예를 들어 완충 전압 레벨이 12V라면 모든 LED가 결국 켜질 때까지 입력 전압을 1.2V씩 증가시킵니다.

4. 자동차 배터리 전압 모니터 회로

위 전략은 자동차 배터리 전압 모니터링 회로 제작에도 적용 가능합니다. 이를 위해 다음이 필요합니다:

• 3.3V 제너 다이오드
• LED들
• 저항들
• LM324 IC
• 부저

LM324를 사용한 자동차 배터리 전압 모니터링 회로

이 회로에서 제너 다이오드 전압은 3.3V에서 6V 사이여야 하며 6V를 초과하지 않아야 합니다. R2~R6 저항이 LM324의 비반전 단자로 가는 전압을 조절합니다.

LED 배터리 전압 모니터에 1K 프셋이나 고정 저항을 사용할 수 있습니다.

LED는 IC의 비반전 단자에서 나오는 AC 전압 레벨에 따라 표시됩니다. 따라서 비교기 출력에서 높은 전압은 해당 LED가 표시되도록 영향을 미칩니다.

LM324 IC의 추가 응용 분야에 대한 동영상이 있습니다.

결론

이제 다양한 설정에서 모니터 전압 회로가 어떻게 작동하는지 이해하셨을 것입니다. 다양한 모니터는 에너지 모니터링을 단순화하며, IC 선택이 에너지 비용에 영향을 미칩니다.

따라서 귀하의 필요에 맞고 실용적인 장치를 구성할 수 있는 적절한 IC를 선택하는 것을 고려하십시오. 문의사항, 우려사항, 칭찬이 있으면 언제든 연락 주세요.