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2022.09.17 - [Electronics] - 직류 전원 공급 장치 DC Power Supply

위 링크에서 LTSpice로 시뮬레이션 한 DC Power Supply를 PSpice로 시뮬레이션 해 보자.

 

위 그림처럼 구성한다.

● Power: VSIN으로 추가한다. Serial Resistance로 R1(0.001Ω)도 추가해야 한다.

● Transformer: L로 추가한다. 두 개(L1, L2)를 추가하고 K-Linear를 추가해서 우클릭 - Edit Part - Part Properties - L1에 L1, L2에 L2를 입력한다.

 

시뮬레이션 하면 약간 거친 그래프가 표시된다. 좀 더 부드러운 곡선으로 만들어 보자.

 

PSpice - Edit Simulation Profile - Transient options - Maximum Step Size 를 0.1m(or 더 작은 수)으로 변경한다.

 

부드러운 곡선으로 표시된다.

 

 

PSpice는 Transformer를 좀 더 간단히 만들 수 있다.

● XFRM_Linear로 추가하고 우클릭 - Edit Part - Part Properties - L1 VALUE에 2200µH, L2 VALUE에 1µH를 입력한다.

 

결과는 위와 같다.

 

완벽한 직류 5V를 공급하기 위해 LM7805를 추가한다.

● Transformer: L2 VALUE는 3µH로 수정한다. 1µH로 출력되는 전압은 너무 작아 LM7805로 제대로 정류할 수 없다.

● C2: LM7805 OUT에 0.1µF Capacitor를 추가 연결한다.

 

깨끗한 5VDC 전압이 출력된다.

 

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PSpice로 시뮬레이션 하면 전류 값이 음수로 나오는 경우가 있다.

 

R7 저항의 플러스 핀을 찍고 전류 값을 시뮬레이션 해 보자.

 

양수 값으로 제대로 표현된다.

 

이번엔 마이너스 핀에 찍고 시뮬레이션 해 보자.

 

전류 값이 음수로 표현된다.

 

 

측정 위치가 플러스 인지 마이너스 인지에 따라서 부호가 바뀌는 거 같지만 다른 조건이 하나 더 있다. 1번 핀이 플러스 쪽에 연결되어야 한다. 핀 번호를 확인해보자.

 

저항을 우클릭하고 Edit Part를 선택한다.

 

Pin Number Visible을 선택하고 저장한다.

 

Pin Number가 표시된다.

시뮬레이션 결과에 전류 값이 음수로 나오거나 양수로 나오더라도 Legend에 -I(RX) 등으로 표시된다면 측정 위치와 핀 번호를 확인해 보자.

 

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EZP2023+ Driver and Program (for Windows 10 and 11)

EZP2023+ ver3.0.rar
3.49MB

 

CH341A Driver and Program

NeoProgrammer V2.2.0.10.zip
8.61MB

 

 

RT809F Driver and Program

RT809F_20220830_ENG.z01
19.53MB
RT809F_20220830_ENG.zip
17.96MB

 

 

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간단하고 저렴한 딜레이 타이머 C005를 사용해 보자.

 

가로 세로 약 1cm 정도의 작고 저렴한 딜레이 타이머.

 

P1 패드를 쇼트 시키면 8배, P2 패드를 쇼트 시키면 64배, 둘 다 쇼트 시키면 시간을 512배 딜레이 시킬 수 있다.

 

위와 같이 회로를 구성하면 타이밍 저항값에 따라 LED를 정해진 시간만큼 켤 수 있다.

좀 더 안정적인 스위칭이 필요하다면 스위치에 pull-up 저항을 구성한다.

 

P1, P2 패드가 모두 연결 되지 않은 경우 타이밍 저항과 전압에 따른 지연 시간.

 

 

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다이오드의 전압 전류 특성을 시뮬레이션 해 보자.

 

적당한 다이오드와 저항으로 회로를 구성한다. (전압은 0V로 설정한다)

 

DC sweep에서 전원이 -105V 부터 5V 까지 변화하도록 설정한다.

 

시뮬레이션을 실행한다.

 

다이오드의 전압 전류 특성이 시뮬레이션 된다.

 

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간단한 전압분배기를 시뮬레이션 해 보자.

 

회로를 구성한다.

 

시뮬레이션 결과 Output의 전압은 3V이다.

V(output) = 3K/(3K+7K) X 10V

 

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AC를 DC로 변환하는 adapter를 시뮬레이션 해 보자.

 

회로에 220V 60Hz 교류를 준비한다. 직렬 저항(Series Resistance)을 생략하면 오류가 발생한다.

 

최댓값은 약 311V다.

 

전압을 낮추기 위해 변압기를 추가한다.

 

최댓값이 약 6.6V로 낮아졌다.

 

 

직류로 바꾸기 위해 전파 정류회로를 추가한다.

 

교류에서 직류(ripple)로 바뀌었다.

 

맥류(ripple)를 줄이기 위해 평활회로(커패시터)를 추가한다.

 

리플이 줄어들었다.

아래 링크처럼 정전압 레귤레이터를 사용하면 좀 더 완벽한 직류를 만들 수 있다.

2023.10.10 - [Electronics] - [PSpice] 직류 전원 공급 장치 DC Power Supply

 

※ 회로 및 시뮬레이션 LTspice 파일

DCPowerSupply.asc
0.00MB

 

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급격한 전류의 변화로 큰 역기전력이 발생하는 인덕터를 시뮬레이션 해 보면 왜 릴레이에 다이오드를 연결해야 하는지 알 수 있다.

 

회로를 구성한다.

  • 전원: 5VDC
  • 스위치: 2ms 후에 2ms 동안 켜졌다 꺼진다. (Voltage Controlled Switch의 작동 방식 때문에 정확히는 2+(0.1/2)ms 후에 켜졌다 2+(0.1/2)ms후에 꺼지지만 중요하지 않다)
  • 시뮬레이션 시간: 10ms

 

시뮬레이션을 실행하고 화살표 부분의 전압을 측정한다.

 

2ms에서 스위치가 켜지므로 5V의 전압이 흐르다 스위치가 꺼지는 순간 약 -27V의 역기전력이 발생한다.

 

인덕터에 다이오드를 병렬로 연결한다.

 

역기전력이 약 -0.7V로 줄었다.

※ 회로 및 시뮬레이션 LTspice 파일

Inductor.asc
0.00MB

 

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