카이스트 전자공학실험1 실험10-2 DC Power supply 결과보고서

소개글

카이스트 전자공학실험1 DC Power supply2 실험보고서입니다.

목차

1) 구형파 발생기
2) 전압 분배기
3) 직류변환기
4) short circuit protection회로

본문내용

회로를 위의 그림과 같이 구성하였다. 이 회로는 크게 네 부분으로 나누어서 볼 수 있다. 먼저 제일 왼쪽에 있는 구형파 발생기, 전압 분배기, Q1, L과 C, D로 이루어져 있는 직류 변환기 그리고 short circuit protection회로이다. 전체적인 회로 동작에 대해서 살펴보자. 우리의 목적은 DC Power supply를 구현하는 것이다. 전력은 최대한 작게 소비하고 안정적인(ripple이 거의 없는) DC를 얻는 것이 목적이다. 그러기 위해서 Switched-mode power supply를 이용한다. 입력으로 on/off 신호가 들어와야 하므로 우리는 구형파 발생기를 사용하였다. 위의 회로를 보면 on/off 신호를 구현하기 위해 Astable MV를 사용하였다. 장점은 Vi Vo 관계에 Hysteresis가 존재하게 되고 이는 곧 Noise 여유가 생김을 의미한다. 따라서 Noise의 영향을 덜 받게 된다는 장점이 생긴다.(뒤에 좀 더 자세히 고찰하겠다.) 그렇게 on/off 신호가 전압분배기에 걸리게 되고 우리는 원하는 DC전압 크기를 얻기 위해 저항을 조절할 수 있다. 그 후 조절된 신호는 직류변환기에 들어가게 된다. L이 on/off 신호를 직류로 변형해주고 C가 ripple을 줄여주고 다이오드가 역전류방지 및 BJT 입력전압 제한 기능을 하게 된다.(역시 뒤에 좀 더 자세히 고찰하겠다.) 그렇게 나온 DC 출력이 부하저항의 영향을 받지 않게 에미터 팔로어에 연결하고 과전류가 흐르지 않도록 short circuit protection 회로를 구현하였다. 이렇게 ripple이 작으면서 전력을 많이 소비하지 않으면서 안정된 DC Gain을 얻을 수 있었다. 이제 각 단계별로 비교적 자세히 살펴보자.

1) 구형파 발생기
구형파 발생기를 살펴보자. Astable MV로 구현한 일반적인 구형파 발생기의 경우 위 회로에서 R1에 접지를 연결시켜야 하나 우리는 가변저항을 연결해주었다. 왜냐하면 우리가 구현한 회로는 일종의 DC-DC Converter(Vcc를 입력으로 받아 DC를 출력으로 내는)이기 때문에 Vcc를 입력으로 받는다. 즉 Vcc, -Vcc를 입력으로 받지 않기 때문에 Astable MV구현시 -Vcc를 사용할 수 없다. 그럼에도 구형파를 발생시키기 위해서 위와같이 R1에 전압분배기를 연결하였다.

참고 자료

http://en.wikipedia.org/wiki/Switched_mode_power_supply
http://wwwee.kw.ac.kr/~swon/paper/smps.htm