절연형 플라이백 컨버터의 기본 : 스위칭 AC/DC 변환

먼저, 스위칭 방식의 AC/DC 변환에 대해 간단히 설명하겠습니다. 하기의 기본 회로와 파형을 참조하여 주십시오. 여기에서는 입력전압을 100VAC라고 가정하겠습니다. 이 100VAC를 먼저 다이오드 브릿지로 정류합니다. 이는 전파 정류입니다. 100VAC를 그대로 정류하는 것이므로, 다이오드 브릿지는 고전압을 견딜 수 있는 사양이 필요합니다. 100VAC는 피크치로 140V 정도가 됩니다. 다음으로 콘덴서를 사용하여 평활합니다. 이 역시 고전압 제품이 필요합니다. 원리적으로는 이 시점에서 AC/DC 변환을 실시하지만, 일반적인 DC 구동 회로에서 사용 가능한 DC 전압으로 하기 위해서는 이후에 몇 단계의 공정이 필요합니다. 정류기와 콘덴서를 통해 변환된 이 고압의 DC 전압은, 스위칭 소자의 ON / ..

• format_list_bulleted 전기 전자/AC.DC 기초편
• · 2022. 12. 21.
• textsms

정리

지금까지, AC/DC 변환의 기초로서 하기의 항목에 대해 설명했습니다. ・AC/DC 변환에는, 트랜스 방식과 스위칭 방식이 있다. ・AC/DC 변환에서는, AC를 정류 / 평활을 통해 DC로 변환한다. ・트랜스 방식에서는, 평활화된 DC를 그대로 사용할 수도 있지만, 정밀도와 안정화가 필요하다면 DC/DC 변환을 통해 원하는 DC 전압으로 변환한다. ・스위칭 방식에서는, 대략적으로 AC의 피크 전압치의 DC를 취급하므로, 고내압의 부품이 필요하다. ・스위칭 방식의 정류 / 평활 후 DC로의 변환은, 입력이 고전압일 경우를 제외하고는 통상적인 스위칭 DC/DC 변환과 동일하다. ・AC/DC 변환 회로의 설계 시에는, 트랜스 설계가 동반된다. ・온 보드 설계 시에는, AC/DC 전원용 IC를 사용하는 편이 ..

• format_list_bulleted 전기 전자/AC.DC 기초편
• · 2022. 12. 21.
• textsms

AC/DC 변환 회로 설계의 과제

디스크리트 구성을 사용할 것인지, 전원용 IC를 사용할 것인지에 대한 검토는 지속적으로 감소 추세이지만, 주로 온보드 전원을 설계한다는 관점에서 설명하겠습니다. 여러가지 견해가 있겠지만, 전원 IC를 사용하는 메리트를 생각하면, 전원 IC를 완벽하게 사용하는 것이 좋은 방법이라고 생각합니다. 전원 IC에는, 최적의 제어가 가능하도록 필요한 회로와 기능의 대부분이 탑재되어 있습니다. 따라서, 설계자가 이를 조정하면서 자신의 설계에 최적화함으로써, 완성도 높은 전원을 실현할 수 있습니다. 전원은 전원 메이커가 보유한 노하우의 집합체로서, 튜닝의 편이성 및 성능 면, 그리고 비용 면에서도 디스크리트 구성이 우수한 시대가 있었습니다. 그러나, 오늘날의 전원용 IC는 다양한 시장 요구를 반영하여, 간단하고 편리하..

• format_list_bulleted 전기 전자/AC.DC 기초편
• · 2022. 12. 21.
• textsms

양산 설계, 평가, 출하 검사

디버그 및 최적화가 끝나면, 양산을 하기 위한 판단을 실시합니다. 이 때, 요구 사양을 완벽하게 만족할 수 없는 경우가 있습니다. 이러한 경우에는 꼭 필요한 사양을 만족시키기 위해 재설계가 필요하거나, 타협점을 찾아 전체적으로 목표치에 가까워지도록 트레이드 오프의 검토가 필요하기도 합니다. 이상으로 설계의 순서와 확인 항목을 모두 설명했습니다. 설계의 진척을 위해서는 확실한 계획뿐만 아니라, 문제에 유연히 대처할 수 있는 임기응변도 필요합니다. 키 포인트 ・프로토타입 평가에서는 레이아웃으로 기인하는 문제 등, 도면에서 예측할 수 없는 문제가 발생할 가능성이 있다. ・동작 마진은 반드시 체크한다. 마진이 없는 설계는 양산품의 수율 등에서 문제를 일으킨다.

• format_list_bulleted 전기 전자/AC.DC 기초편
• · 2022. 12. 21.
• textsms

프로토타입 제작, 평가

도면 작성 및 부품 리스트를 완성하여, 기판 레이아웃이 완료되면, 프로토타입을 제작하여 성능을 평가합니다. 프로토타입 제작 시에는 먼저 기본 동작의 확인부터 시작합니다. 이 때, 어떤 동작이 정확한 동작인지 판단이 어렵다면, IC 메이커가 구비하고 있는 평가 보드를 이용하는 방법도 있습니다. 사양의 세세한 부분이 원하는 설계 사양과 맞지 않을 수도 있지만, 비교 검토의 대상으로 활용하도록 합니다. 평가 항목으로서 효율을 측정하게 되는데, 이 때 AC를 취급하는 파워미터 (전력계)가 있으면 편리합니다. 물론 전압계, 전류계, 클램프 전류계 등을 구사하여 측정할 수 있지만, 파워미터는 효율 그 자체를 표시할 수 있습니다. 또한, 반드시 오실로스코프를 사용하여, 각 포인트의 파형을 관찰하여 주십시오. 비정상적..

• format_list_bulleted 전기 전자/AC.DC 기초편
• · 2022. 12. 20.
• textsms

설계, 주변 부품 선정

IC가 정해지면, 그 IC의 데이터시트 및 어플리케이션 예 등을 참고로 설계를 진행합니다. 이 때, 외장 콘덴서 및 저항 등의 정수를 결정하게 되는데, 스위칭 AC/DC 컨버터의 경우에는 트랜스 설계가 매우 중요합니다. 트랜스 설계는 다음과 같은 순서로 실시합니다. 먼저, 트랜스의 사이즈를 검토합니다. 전원 방식, 스위칭 주파수, 출력전력 등을 바탕으로 트랜스의 사이즈를 결정합니다. 다음으로, 자기 (磁気) 포화되지 않도록 메인 권선 (1차 권선)의 L값, 각 권선의 감는 횟수를 정한 후, 구조 설계를 시작합니다. 구조 설계에서는 결합도를 고려한 층 구성, 안전 규격을 고려한 연면 거리 확보, 그리고 보빈의 유효 스풀 (spool)에 감을 수 있는지의 여부를 확인하면서 선재의 굵기를 결정합니다. 이와 같..

• format_list_bulleted 전기 전자/AC.DC 기초편
• · 2022. 12. 20.
• textsms