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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..
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..
사양이 결정되면, 이를 만족하는 전원 IC를 선택합니다. 앞서 기술한 바와 같이, 여기에서는 전원 IC 사용을 전제로 합니다. 요구 사항을 바탕으로 적합한 AC/DC 방식이 트랜스 방식인지 스위칭 방식인지, 강압인지 승압인지, 플라이백인지 포워드인지 등을 정하여 전원 IC를 선택하게 됩니다. 즉, 전원 IC 선택은 전원 방식의 결정을 의미합니다. 기본적으로 전원 IC는 특정한 방식으로만 대응할 수 있으므로, 결정한 방식의 IC를 선택하게 됩니다. 전원 IC를 사용한 설계에서는 전원 IC가 담당하는 부분이 크므로, 사용 IC에 따라 회로 및 부품이 결정됩니다. 다시 말하자면, IC를 중심으로 설계하게 된다고 해도 과언이 아닙니다. 전원 IC에는 다양한 종류가 있으며, 구비하고 있는 기능도 다양합니다. 전원..
첫번째 작업으로서 중요한 것은 요구 사양을 명확히 하는 것입니다. 본래는 이것이 가장 중요한 순서이지만, 전원 사양은 회로 기판 전체의 사양이 정해지지 않으면 결정할 수 없으므로, 설계 기간이 후반으로 갈수록 급하게 진행한다는 이야기를 자주 접하게 됩니다. 그렇다고 해서, 아무것도 정하지 않으면 설계가 진행되지 못하므로, 임시 사양으로서 필요한 전압과 추정되는 부하 전류를 바탕으로 시작해야 합니다. 스타트 시점에서 정해져 있어야 하는 항목은 하기와 같습니다. 입력 조건을 예로 들어, 해외에도 판매할 예정이라면 해당 국가의 전압 및 전세계에서 통용되는 유니버셜 입력 대응이 필요합니다. 또한, 국가에 따라서는 전압이 불안정한 지역도 있으므로 허용차의 범위를 어떻게 할지 등, 많은 검토 사항이 있습니다. 각각..
이번에는 AC/DC 변환 회로 설계의 순서에 대해 설명하겠습니다. 기초편이므로 대략적인 개요만 설명할 예정이지만, 작업 순서와 해당 항목을 확인하면서 설계하는 것이 중요합니다. 회로도를 이해하는 지식이 있더라도, 도면 작성 이외에 필요한 업무나 구체적인 순서는 직접 경험하는 수 밖에 없습니다. 그 이외에도, 경험을 바탕으로 한 업무 방식과 판단도 중요한 노하우입니다. 회로 설계를 위해서는 이론, 지식, 그리고 경험이 서로 보완되어 상승 효과를 얻을 수 있는 접근법이 필요합니다. 하기 그림은 대략적으로 분류하여 순서대로 나열한 표준적인 설계 순서입니다. 먼저, 설계의 사양을 정하고, 그 사양을 만족하는 IC를 선택한 후, 주변 부품을 선택하면서 설계를 진행합니다. 설계는 회로도뿐만 아니라, 기판 레이아웃의..
Buck은 벅이라고 발음하며, 강압이라는 의미입니다. Buck 컨버터는 다이오드를 통해 정류하는 강압 컨버터로서, 비절연 강압 스위칭 DC/DC 컨버터에 사용되는 대표적인 방식입니다. DC/DC 변환의 세계에서는 다이오드 정류 방식 및 비동기 방식이라고 불리우는 경우가 많습니다. 앞에서 게재한 포워드 방식과 비교하면, 트랜스를 사용하지 않으므로 1차측과 2차측이 절연되어 있지 않습니다. 절연이 불필요한 경우에는 트랜스를 사용하지 않는 Buck 방식이 간단합니다. Buck 방식은 트랜스를 통한 전압 조정이 없으므로, MOSFET 제어만으로 출력전압이 결정됩니다. 따라서, 출력으로부터의 귀환은 반드시 필요합니다. (그림에서는 생략) Buck 방식의 특징은, 회로 구성이 간단하다는 점입니다. 또한, 소전력의 ..