세팅 가능한 정전압 Regulating회로

[쿨~♡]

가끔 들러보면 정전압회로를 원하시는 분들이 계시길래
얇팍한 지식이나마 공유하고자 올려봅니다. ^^;
78xx시리즈는 잘 아시리라 생각되고(고정 스팩이지요),
TL431이란 소자로 원하는 출력을 세팅할 수 있습니다.
결국엔 78xx시리즈와 같은 원리이지만 사용자의 구미에 맞게 세팅이 자유롭다는
장점과, Regulating에 의한 잡음이 약간 섞인다는 단점이 있습니다.
그렇다고 무자비할 정도로 잡음이 많은건 아니고요 ^^
간단한 MCU전원으로도 활용이 되고 있으니 잡음에 대해서는 궂이 많은 걱정을
안하셔도 될 듯 합니다.
일단 원리는 간단합니다.

그림A는 입력대비 출력이 다소 낮은 경우의 세팅입니다.
저항을 걸어 전위차를 이용하셔도 되지만 TR을 사용하여 구성하는 편이
열이나 회로 안전 상으로 좋을듯 싶습니다.
D1은 역전압 입력의 경우 회로를 보호하고자 세팅된것이고,
아시는데로 C1과 C2는 잡음 및 리플제거용입니다.
그리고, R3은 TL431소자 보호용으로 TL431의 Kathod 전류 스팩을 맞추고자
세팅된 저항입니다.(자세한 Spec은 구글 같은 사이트에서 Data sheet를 찾아보시면 됩니다.)

그림B를 보시면 감산회로의 공식을 생각하실 수 있습니다.

예를 들어 입력(Vin)이 12V일경우로 계산을 해보겠습니다.

만약 R1 = 10K , R2 = 2K일 경우

Vout = Vin * {R2/(R1+R2)} 입니다.

다들 아시리라 ....

그럼 결과 Vout은

Vout = 12 * {2K/(10K+2K)} = 2V 가 됩니다.


이식을 응용하면(TL431의 경우엔 Ref 단자가 2.495V로 고정입니다)

2.495 = Vin*{R2/(R1+R2)}라는 고정식이 나옵니다.

그럼 만약 세팅하고자 하는 전압(Vin)이 5V라 하고, R2의 값을 임의로 1K로 설정하였을때

R1값의 산출은 쉬울겁니다.

2.495 = 5*{1/(X + 1K)} 방정식은 아시리라 ^^

X = 1.004.........K가 나옵니다.

이런 방식으로 R1과 R2를 설정하시면 원하는 전압을 쉽게 얻으실 수 있습니다.
단, TL431오차와 저항 오차로 계산식과 조금은 틀려지겠지만 저항의 병열값을 이용하여
세밀하게 세팅이 가능합니다.
Q1은 사용하고자 하는 전압 및 전류에 맞는 스팩으로 설정하시고, R1과 R2의 저항값도
너무 크거나 작지 않은 범위내에서 설정하셔야 합니다.(전류로 인한 오동작이 있을 수 있습니다)
대체적으로 R1,2는 1K~수K 범위내에서 설정합니다.
R3는 수십오옴~수백오옴 대입니다.

시중에 잘 알려지고 널리 사용되고 있는 LDO(78xx시리즈 등....)보다 정밀도 및 안정도 에서 다소 떨어질지 모르나...일반적인 8비트~16비트정도의 소용량 MCU전원으로 사용하기엔 무리가 없습니다. 게다가 가격도 굉장히 싼편이지요 ^^;

얕은 지식으로 설명을 드리자니 다소 내용이 정리가 안된듯 합니다.
도움이 되실지는 모르겠지만 아뭏튼 필요하신분들께 활용이 되었으면 합니다.

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