30V 3A 단일채널 가변형 직류 전원공급기를 만들어 보았답니다.

[덤보]

30V 3A 단일채널 가변형 직류 전원공급기를 만들어 보았답니다.

30V 3A 단일채널 가변형 직류전원공급기를 만들어 보았답니다.

이 전원공급기는 220VAC 상용전원을 직류전원으로 변환시켜 출력을 가변 할 수 있도록 설계하였답니다.

처음 설계를 할 때는 출력 전압과 전류를 30V5A로 설계하였지만, 부품의 수급이 원활하지 않아 30V3A로 제한을 걸어 회로를 구성하였답니다.

전체회로를 간략하게 소개하면, 입력된 220VAC 전원은 트랜스포머를 사용하여 32VAC 로 강하시켰고, 브릿지 정류회로와 콘덴서로 구성된 평활회로를 거쳐, 전원안정화회로를 거쳐 원하는 직류전원을 출력하도록 설계하였답니다.

이러한 회로들은 “공작실”에 소개한 작품들을 많이 활용하였답니다.

전원안정화 회로에는 전류제한 기능과 과부하 보호회로, 안정된 출력 전압과 전류를 공급하기 위한 정전압, 정전류 회로, 출력값을 임의로 조정할 수 있는 전압, 전류 조정기능 등의 회로를 구성하였답니다.

전면의 출력값을 표시는 디지털 전압-전류계 회로로 구성하였고, 전류 모드 (C.C)와 정전압 모드(C.V)을 알려주는 LED 회로를 구성하였답니다.

과부하 외에 출력 트랜지스터의 발열로 인한 과열방지를 위해 방열판과 방열팬을 적용하였는데, 온도변화에 따라 방열팬을 구동시키기 위한 팬 구동회로도 구성하였답니다.

최종 출력의

정전압 모드 전압변동율과 부하변동율은 ≤ 0.01% + 3mV , 리플/노이즈 ≤ 1mVrms

정전류 모드 전압변동율과 부하변동율은 ≤ 0.2% + 3mA, 리플/노이즈 ≤ 5mArms

로 아주 쓸만하게 설계되었답니다.

디지털 전압-전류계의 정확도는 5% 이내 랍니다.

주의 : 

전원공급기는 많은 노하우와 높은 기술력, 숙련도가 필요하므로 이 계통을 전공하지 않으신 분은 제작하지 않기를 바랍니다.

몸체 기구물 제작

전면과 후면, 바닥이 일체로 된 프레임 바디를 ABS 판제를 이용하여 만들었답니다.

           (바닥에는 보강제 역할과 프레임 접지 역할을 동시에 하도록 알루미늄 판을 덧 붙였답니다.)

         ****  몸체는 제작자의 요구 상황에 따라 적절하게 만드시기 바랍니다.

Main 정전압, 정전류 회로 구성

정류회로와 평활회로, 정전압, 정전류회로를 만능기판을 이용해서 만들었답니다.

(만능기판을 사용해서 회로를 꾸미려니 회로 패턴 굵기와 넓이에 많은 신경을 써야 했답니다.)

30V3A 단일 채널 가변형 직류 전원공급기 Main PCB를 만들어 봅시다.

30V3A 단일채널 가변형 직류 전원공급기 Main PCB를 만들어 봅시다

출력 트랜지스터 회로와 방열판 회로 구성

        (온도 측정을 위한 서미스터와 방열판 뒤에 팬을 함께 부착한 상태랍니다.)

방열판과 PCB 를 고정하기 위한 브라켓은 제작자의 상황에 맞춰 만드시기 바랍니다.

30V3A 단일 채널 가변형 직류 전원공급기 OUTPUT PWR TR PCB를 만들어 봅시다.

30V3A 단일채널 가변형 직류 전원공급기 OUTPUT TR PCB를 만들어 봅시다

출력 전압, 전류 가변 회로 구성

정전압출력과 정전류 출력을 가변하기 위한 회로랍니다(여기에 CC, CV LED 램프 회로도 같이 구성했답니다.).

 30V3A 출력 전압_전류 가변(CC, CV) 회로 PCB를 만들어 봅시다.

30V3A 출력 전압/전류 가변(CC, CV) 회로 PCB를 만들어 봅시다.

과열 방지용 팬 구동 회로 구성

과열 방지용 팬 구동 회로는 출력 트랜지스터에서 발생하는 열을 팬을 이용하여 강제 냉각시키는 회로랍니다.

여기에 적용한 팬 구동회로는 온도에 따라 회전수가 자동으로 변하는 냉각팬 제어회로를 적용하였답니다.

온도 센서인 써미스터는 앞서 출력 트랜지스터 방열판에 고정 시켰답니다.

만약 과열 방지용 팬 구동 회로를 적용하고 싶지 않을 경우에는 팬 전원 콘넥터를 Main PCB의 12V 출력 콘넥터와 바로 연결하여 사용하여도 괜찮습니다. 

과열 방지용 팬 구동회로를 만들어 봅시다.

30V3A 과열 방지용 팬 구동 회로 PCB를 만들어 봅시다

트랜스포머

트랜스포머는 다중출력으로 구성했답니다.

트랜스포머는 시중에서 구할 수 없어 자작을 했습니다.

소형 리니어 전원 트랜스포머를 만들어 봅시다.

소형 리니어 전원 트랜스포머를 만들어 봅시다...

디지털 전압계와 전류계 회로 구성

전면 표시판 전압계와 전류계랍니다.

(CV 모드 램프(녹색)와, CC 모드 램프(적색)도 있답니다.)

패턴 만들기가 어려워 점퍼를 하였답니다.

디지털 전압계와 전류계를 만들어 봅시다.

30V3A 디지털 전압계와 전류계 PCB를 만들어 봅시다

PCB 연결용 하네스

사진 보다 더 많은 하네스가 필요하답니다..

케이블 조립체 제작 도면과 부품목록

30V3A, Cable Assy 제작 도면과 부품 목록

조립 

30V3A 단일 채널 가변형 직류 전원공급기를 만들기 위한 Part assy를 결합합니다.

30V3A 를 만들기 위한 Part Assy를 결합합니다

Main PCB CC/CV 조정

Main PCB의 VR1, VR2를 조정하여 CC/CV를 설정합니다.

CC, CV를 조정합니다.

조립 완료

(기구물과 각종 부착물(인쇄 제외)을 모두 조립한 후 조정을 마치고, 커버를 마지막으로 씌워 전원 시험을 했답니다.)

완료되었답니다.

아주 쓸만한 가변 직류 전원공급기가 만들어 졌어요..

전면부 인쇄가 마무리 되었답니다.

아주 쓸만한 전원공급기를 하나 만들어 보았읍니다.......

[내멋으로]

가변 파워서플라이는 보통 스위칭 방식인데, 이건 트랜스 방식이네요..

케이스 디자인(제작)이 예술입니다.
어떻게 가공하셨는지 멋집니다.. 노하우가 궁금합니다.

그리고 혹시
회로도 공개 해주실 수 있으신지요

[덤보]

감사합니다...
그런데 회로도는 좀....
일반자료실에 조금 오래된 월간전자 기술에서 기술한 "전원회로 실용설계"라는 파일을 올려놓겠읍니다.
잘 활용하시면 거의 유사한 작품을 만들수 있을 것 같네요..

[까칠한보노보노]

위 사양으로 전압이 180V에 5A까지 출력이 되는 전원공급기도 제작이 가능한지요....

제작이 가능하다면 소요되는 시간과 비용이 대략 얼마나 들까요?^^

[덤보]

상기 가변 파워서플라이는 트랜스포머를 이용한 리니어 타입이랍니다..
그래서 트랜스포머가 확보된다면 제작이 가능하지요.....
하지만 대략적인 제작 소요시간과 비용 산정은 회로 재설계, 부품확보, pcb 아트웍 등등...
산정이 조금 어렵겠네요...ㅠㅠ
참고로 위 제품은 틈나면 만들어서 1달 정도 소요 됬답니다....

[까칠한보노보노]

답변감사합니다^^

[new머피의법칙]

우왕 부럽습니다.

[시간여행자]

멋집니다

[스티븐씌발]

내가 이걸만드는 그날까지 ...... 머찌다 ....꼭만드리 ....

[kdx-3]

헐,, 대단하다는 말밖에.. 케이스가 정말 예술이네요 저도 꼭 만들고 싶습니다..

[아름다운진완]

ㅡㅡ 대단하십니다.