[설계보고서] 05.전기기기 전원부의 정전압 및 정전류 회로 설계 (예비레포트) : 정전압 및 정전류 회로의 동작원리와 특성을 이해한다. 가변안정화 회로와 op-amp를 이용한 정전류 회로를 설계하고 특성 분석

소개글

[설계보고서] 05.전기기기 전원부의 정전압 및 정전류 회로 설계 (예비레포트) : 정전압 및 정전류 회로의 동작원리와 특성을 이해한다. 가변안정화 회로와 op-amp를 이용한 정전류 회로를 설계하고 특성 분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 설계 목표
2. 설계 내용
3. 연구과제
4. 참고이론

본문내용

연결이 가능해 보인다.
AMC7135의 스펙 설명서 사진이다.
입력 전압 : 2.7 ~ 6V
출력 전류 : ~ 350mA
출력전압 : ~7V
실제 AMC7135 IC 칩의 사진이다.
길이는 약 0.4cm 정도 된다.
4. 참고이론
1)정전압 회로 - 입력 전압이나 부하가 변동하여도 출력 전압은 항상 일정하게 유지하는 회로를 정전압 회로라고 한다. 제어 소자가 입력과 출력에 대하여 직렬로 접속될 경우 직렬형, 병렬로 접속될 경우 병렬형이라 하며 연속 제어 방식이라고도 한다. 정밀도는 높지만 효율은 40 ~ 50 %로 저조하다.
①제너 다이오드를 이용한 정전압 회로
제너 다이오드가 전압 안정기로서 정상적으로 동작하기 위해서는 위의 그림과 같이 역바이어스 되어야 한다. 또한 항복 현상을 유발하기 위해서는 공급전압 VS 가 항복전압 VZ 보다 커야 한다. 그리고 제너 다이오드의 정격전류보다 더 적은 전류가 흐르도록 하기 위해 제너 다이오드에 직렬로 저항을 연결하여 사용하여야 한다. 그렇지 않으면 소비전력이 큰 다른 장치들과 마찬가지로 제너 다이오드가 타게 된다.
이 회로에서 제너 다이오드는 부하저항에 공급되는 전압을 안정화 하기 위해 사용되었다. 이 회로는 두 지선을 가지므로 그림 5-1의 회로보다 다소 복잡하다. 그러나. 기본 개념은 같다. 제너 다이오드는 항복 영역에서 동작하며 일정한 전압을 유지한다.
②제너 다이오드와 트랜지스터를 이용한 정전압 회로
제너 다이오드의 장점을 잃지 않으면서 저항과 트랜지스터를 병렬로 연결하여 전원의 공급전류를 증가시킬 수 있다. 이 회로에서 트랜지스터는 부하와 직렬로 연결되므로 직렬 전압 안정기라고 부른다.
공통 컬렉터 증폭기를 이용한 정전압 회로이며 제너 다이오드는 소용량을 사용하여도 되고 트랜지스터의 작은 출력 임피던스 때문에 안정된 정전압 회로로 사용할 수 있다.
트랜지스터의 베이스 전압은 제너 다이오드에 의해서 고정된다. 정상적인 중간 전력용 트랜지스터는 약 0.7 [V] 정도의 베이스-에미터 전압이 걸린다.
2) 가변 안정화 회로
위의 연구과제 2번에서 설명했듯이 가변 안정화 회로란 출력전압이 저하하면 상승하고 상승하면 저하하도록 조정되고 출력 전압이 안정화되고 큰 출력 전류를 부하에 공급할 수 있는 회로이다.
부하 전류가 증가하여 출력 전압이 저하할 때 위 회로의 동작은 다음과 같다. Vo 가 Q2 의 VB2 도 VR의 분압 비에 의해 감소한다. VBE2 는 기준 전압 VZ가 일정하므로 VBE2= VB2 ― VZ에서 VBE2 가 감소하고 Q2 의 베이스 전류 c가 감소한다. 따라서 Q2 의 컬렉터 전류 IC2 가 감소하고 R3에 흐르는 전류 I 가 감소하므로 그 전압 강하량만큼 Q1 의 베이스 전압 VBE1 이 증가한다. Q1 의 베이스 전류 IB1 이 증가하고 컬렉터 전류 IC1 도 증가한다. 이것은 Q1 의 내부등가저항이 감소하여 VCE1 이 감소하기 때문이다. Vo= Vi ― VCE1 이므로 VCE1 이 감소하면 그 감소량만큼 Vo 가 증가하여 최초의 전압 저하를 막는 것이 된다. Vo 가 증가할 때는 반대로 동작하게 된다. 이와 같은 동작을 하므로 입력 전압 및 부하 전류가 변동하여도 항상 일정한 직류 출력 전압 Vo 를 유지한다.
3) 정전류 회로
정전류 회로는 입력 전압이나 부하의 변동에 대해 출력 전류를 항상 일정하게 유지하는 회로이다. 가장 간단한 정전류 회로는 트랜지스터나 다이오드를 이용하여 그림 5-5와 같이 만들 수 있다. 또한, op-amp는 정전류원으로서 기능을 가지고 있기도 하다. 즉, 건전지나 안정된 기준 전압과 같이 입력 전압은 입력 저항을 통해 일정한 전류를 전달한다.

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