AC DC 전원공급장치의 종류

1. 조절되지 않은 전원 공급 장치

조정되지 않은 전원 공급 장치는 AC 전압을 입력으로 사용합니다. AC 전압은 강압 변압기의 1차 단자에 먼저 적용되며 전압은 강압되어 2차 단자를 가로질러 탭되고 브리지 정류기에 의해 정류되고 해당 DC 전압으로 변경됩니다.

 

일반적인 전압은 5V, 9V, 12V, 15V 및 24V이며  커패시터는 브리지 정류기의 출력 전압을 평활화됩니다. 조정되지 않은 전원 공급 장치에는 회로에 레귤레이터가 없습니다.

 

 

 

AC 입력 전압의 변화는 출력 전압에 직접적인 영향을 미치며 조정되지 않은 전원 공급 장치는 심플한 디자인으로 약 60%의 일반 효율로 내구성이 있습니다. 조정되지 않은 전원 공급 장치의 유형은 반파, 전파 센터 탭 및 전파 브리지 정류기입니다.

 

 

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2. 스위칭 AC DC 전원 공급 장치

반도체 기술의 발전으로 인해 고속 스위칭 MOSFET을 사용하면 선형 AC DC 변압기의 전압 조정뿐만 아니라 변압기 크기와 같은 문제를 해결할 수 있습니다. MOSFET 는 효율성이 증가하고 열의 형태로 소비되는 에너지가 줄어들며 높은 전류와 전압이 있더라도 매우 빠르게 스위치를 끄고 켤 수 있습니다.

 

 

 

그러나 스위치 모드 AC DC 전원 공급 장치의 설계는 선형 AC DC 전원 공급 장치의 설계보다 더 복잡합니다. 대형 강압 변압기를 사용하지 않기 위해 스위치 모드 AC DC 전원 공급 장치의 입력 전압은 입력에서 정류 및 여과를 거칩니다. 그런 다음 DC 초퍼(DC-AC 변환기)를 사용하여 이 DC 전압을 고주파의 펄스 트레인으로 변환한 다음 정류 및 여과를 거쳐 DC 출

력을 제공합니다.

 

먼저 입력파를 정류하고 필터링한 다음 고주파 펄스 트레인으로 변환하는 이유는 변압기가 충분한 전력을 전달할 수 있고 포화에 도달하지 않기 때문입니다. 이는 더 작은 변압기를 사용할 수 있음을 의미합니다.

 

 

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3. 선형 AC DC 전원 공급 장치

그리드에서 공급되는 AC 전원을 대부분의 가전 제품에서 사용하는 DC 전원으로 변환하는 신뢰할 수 있는 방법으로 오랫동안 사용되어 왔습니다.

 

 

 

변압기의 사용은 AC 전압을 가정용으로 더 작고 적합한 값으로 줄이는 데 사용됩니다. 감소된 전압은 DC 전압으로 정류된 다음 필터링되어 리플을 제거합니다.

 

 

 

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위의 이미지는 그 구조와 각 턴에서의 출력 전압 변화를 요약한 것입니다. 변압기는 주 공급 전압을 230V에서 낮추는 데 사용됩니다.

 

 

 

변압기의 출력 전압은 1차 코일의 권선 비율과 2차 코일의 권선 비율에 따라 다릅니다. VsVp= NsNp는 출력 전압을 계산하는 데 사용되며 변압기 작동은 전자기 유도 규칙을 사용합니다.

 

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1차 코일의 교류 전류는 스위칭 자속을 생성하며, 이 자속은 코어에 의해 증폭되어 2차 코일에 교류 전류를 유도합니다. 파동의 모양은 유지되지만 진폭은 줄어듭니다. 그런 다음 강압 전압이 정류기를 통과하여 파형의 음의 절반을 제거합니다.

 

정류기에는 반파 정류기와 전파 정류기의 두 가지 유형이 있습니다.

 

 

 

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반파 정류기는 두 개의 다이오드로 구성되며 음의 방향으로 전류 흐름을 제한하여 음의 반주기를 완전히 제거합니다. 다이오드는 양의 방향으로만 전류를 전도하고 극성이 바뀌면 전류를 전도하지 않습니다. 따라서 결과 출력 파형은 음의 반주기 기간 동안 값이 0인 단순한 맥동 DC 파형입니다.

 

두 번째는 전파 정류기입니다. 반파 정류기와 달리 이 정류기는 음의 반주기를 양수 주기로 변환합니다. 음의 반주기의 전류를 방향이 정수와 같은 방향으로 부하를 통과하도록 방향을 바꾸어 이를 수행합니다.

 

 

 

정류 후 스무딩이 제공하며 정류파에서 리플을 제거하고 DC 전압을 가능한 한 가깝게 근사화하는 과정입니다. 이 파형이 정류되고 평활화된 후 입력 전압의 변화에도 불구하고 출력을 일정한 수준으로 유지하는 것을 감독하는 레귤레이터를 통과합니다.

 

 

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4. 정전식 전원 공급 장치

정전식 드로퍼라고도 하는 용량성 전원 공급 장치는 커패시터의 용량성 리액턴스를 활용하여 주전원 AC 전압을 낮추는 일종의 AC DC 전원 공급 장치입니다. 커패시터에 필요한 높은 허용 전압과 주어진 전류 출력에 필요한 커패시터의 높은 정전 용량은 이러한 종류의 공급이 저에너지 응용 제품에만 실용적임을 의미합니다.

 

 

 

 

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높은 정전 용량 AC 커패시터 주전원 전압은 부피가 크고 비싸며  용량성 전원 공급 장치는 일반적으로 역률이 낮습니다. 용량성 전원 공급 장치에는 일반적으로 감소된 AC 전압에서 DC 전류를 생성하는 정류기와 필터가 있습니다.

 

 

 

이러한 전원에는 리액턴스가 있는 커패시터 C1이 포함되어 브리지 정류기(D1)를 통한 전류 흐름을 제한합니다. 커패시터 C1과 직렬로 연결된 저항 R1은 스위칭하는 동안 전압 스파이크를 방지합니다. 전해 커패시터 C2는 스위칭 기능에서 직류 전압과 최대 전류(암페어 범위)를 평활화하는 데 사용됩니다.

IC1에 의해 만들어진 전압 레귤레이터를 볼 수 있습니다.