일렉

컴퓨터용 파워서플라이는 3.3v,5v12v 의 고정된 출력 전압을 가지고있습니다. 전압의 가변이나 더 높은 전원이 필요할때는 다른 전원을 이용해야하는 번거로움이 있습니다. 무엇보다 컴퓨터용 파워의 매력은 10A이상되는 공급전력입니다. 트랜스로 10A의 전류용량을 가지려면 아마 10K그램 이상 되어야하고 별도의 10A SMPS를 구입하려면 꽤 비쌀것입니다. 따라서 우리는 그냥 쓰지않는 컴퓨터 파워서플라이를 이용하여 다양한 전원공급이 가능한 실험용 전원장치로 리모델링 해보자는 것입니다. 일반적인 컴퓨터용 ATX파워서플라이를 보면 밑에 그림처럼 전압을 출력할것입니다.

파워서플라이를보면 배선이 굉장히 많아서 정리를 할 필요가있습니다. 메인보드에 끼워지는 20핀 컨넥터에서 녹색전선은 파워서플라이 기동을 위한 전선으로 회색이나 흑색전선 사이에 스위치를 하나 연결합니다. 보라색(5V)전선은 컴퓨ㅓ터의 절전모드에서도 최소한의 전력을 공급하기 위한 것입니다. 그래서 보라색 전선으로는 파워서플라이 OFF시에도 5V가 출력되며 1~2A의 전류를 공급하닌까 간단한 회로 테스트에 이용할수있습니다.파워서플라이 용량마다 출력 전류는 다릅니다. 그래서 파워서플라이 케이스에 붙어있는 레이블을 보고 정격전류를 확인하기 바랍니다.

파워서플라이가 여유가 있다면 두대를 이용해서 승압도 가능합니다. 컴퓨터용 파워서플라이는 고정된 주 전압이 5V와 12V입니다. 전압의 가변이나 조금 더 높은 전압이 필요할때는 활용하기가 힘듭니다. 그래서 파워서플라이 두대를 직렬연결하여 높은 전압을 얻는 방법도 있습니다. 단 한가지 주의할 점은 두대의 파워 서플라이는 전기적으로 절연상태를 유지해야합니다. 그렇지 않으면 쇼트상태가 됩니니다. 또한 전압이 높아지면 공급할수있는 전류는 2/1로 줄어듭니다. 출력 부하에 과전류 및 쇼트가 발생하면 파워서플라이가 전원 공급을 중단하고 자동으로 OFF됩니다. 이럴땐 다시 스위치를 껏다가 켜주면 정상적으로 전원을 공급합니다. 파워서플라이 12v나 출력되는 전압라인에 LED를 달아주면 파워서플라이의 동작상태를 쉽게 알아볼수있습니다. 그리고 파워서플라이는 되도록 같은것으로 연결하는것이 좋습니다.

강압(Step-Down,buck)switching regulator LM2575

LM2575-xx 스위칭 레귤레이터IC는 DC3.3v,5v,12v 그리고 출력 전압 조정이 가능한 LM2575-ADJ(1.23v~37v)가 있습니다. 78xx레귤레이터 시리즈나 LM317같은 가변정전압IC와 같은 유형인데 스위칭 레귤레이터 방식이라는것만 다르다고 이해하면 쉬울것입니다.78xx시리즈 레귤레이터는 입력전압이 높은 경우 레귤레이터 발열이 심하게되므로 입력라인에 저항을 넣어서 사용하는 레귤레이터 IC에서는 발열이 적은 대신에 저항의 발열에 대한 대책을 세워야합니다. 저항이 발열이 높아지면 저항값 큰폭으로 낮아지게되어 부하 전류에 영향을 주게됩니다.

위 회로도는 LM2575-xx 출력 전압 고정용 스위칭 레귤레이터ic는 전압 조정용 저항 R1,R2가 IC내부에 들어 있으므로 정해진 출력 전압만을 사용할수 있었으나 LM2575-ADJ는 R1,R2의 저항을 IC 외부에서 사용자가 임의로 조절할수있도록 해주는 IC입니다. 일반적으로 R1의 저항값은 1K옴 저항을 사용하고 R2는 K옴~10k옴의 것이 사용됩니다. 하지만 정확한 출력전압을 얻기 위해서는 계산된 정확한 값의 저항이 사용되야합니다. 반고정 저항으로 대체하여 출력 전압을 미세조정하면 능률적입니다. 여기가 반고정저항은 가급적 다회전형 또는 정밀급으로 사용하도록합니다.가변전압이 DC1.23V~DC37V까지 조절가능하고 가변저항은 (20K옴~50K옴)을 사용하면 좋을것같습니다. LM317이라는 레귤레이터가 있긴한데 출력전압보다 입력 전압이2.5V이상 높아야하는 조건 때문에 DC15v이상의 전원이 있어야 1.2V~12V까지 전압 변경이 가능하지만 LM2575-ADJ는 입력 전압이 DC12V만 되어도 DC1.2V~12V의 가변 출력전압을 얻을수있습니다.  

2576-3.3의 전력 용량은 3A까지 가능합니다. 하지만 방열판을 장착하지 않은 상태로는0.3A정도의 부하에서도 발열을 하게되고 전류가 증가함에 따라서 IC가 파손될수도있습니다. 따라서 가급적 기본적인 방열판을 장착하여 회로를 제작합니다.스위칭레귤레이터IC는78xx시리즈 레귤레이터보단 발열이 적다고는하나 부하 전류가 증가함에 따라서 방열면적이 큰 방열판을 필요로합니다. 레귤레이터ic의 규정된 접합부 온도는 125도까지입니다. 이 온도를 넘어서면 레귤레이터 파손 같은 문제가 발생할수도있습니다. 따라서 레귤레이커 온도가 100도까지는 넘지 않도록 유지하는것이 좋습니다. 

위 회로도는 LM2567T-ADJ를 이용하여 가변 스위칭 정전압 전원회로를 구성한것입니다. 입력전압을 12V로 하고 반고정저항기를 회전시켜 DC1.29V~11.5V까지 얻을수있습니다. 반고정저항은 부하에 걸리는 전압을 단순히 feedback시키는 것이므로 전류용량은 신경을 안써도 됩니다. feedback단자를 open상태로 두면 출력 전압은 최고 전압이 됩니다.LM2576T-ADJ는 3A의 전류 용량을 가지고 있으므로 실제 부하에 3A까지 출력 전류를 흘려줄수있습니다. 하지만 2A이상부터는 상당히 발열량이 크게됩니다. 따라서 실제 사용에 있어서는 1.5A~2A정도의 부하에 맞추는것이 좋습니다. 콘덴서,코일,다이오드는 일반적인것들을 사용해도 스위칭레귤레이터IC동작이 가능합니다. 하지만 전원회로는 한번 만들면 오래도록 유지해야하므로 데이터시트에서 명시한 부품들을 사용해주도록 하는것이 좋습니다. 다이오드는 쇼트키 배이어 다이오드를 사용하고 인덕터는 출력 용량에 따라1A,3A용을 구분해주어야합니다. 또한 인덕터를 100uH나 300uH를 바꿔 사용다더라도 출력 전압에는 문제가 없으나 이렇게 사용하다보면 레귤레이터에 스트레스를 주게되고 수명이 단축될수도있고 전원 출력 부하에도 리플을 많이 전달하게됩니다. 또한 콘데서는 반드시 고주파용으로 선택하고 온도는105도 되는것을 사용하도록 합니다.그리고 이러한것을 차량에 장착하려는 분들도 계실텐데 3A이상의 큰용량을 필요할것입니다. 이런 경우네는 2576T보단 전력 용량이 높은 LM2677~LM2679를 이용하도록하면 좋을것입니다.마냑에 노이즈에 민감한 전자기기에 사용해야한다면 리플제거용 인덕터와 전해콘덴서를 추가로 달아주면 좋습니다.