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공진형 전원(RST): 자파공진형 전원(Resonant-Switching Techniques)은 전원장치의 밀집도를 높이기 위한 수많은 노력

에도 불구하고 트랜스 등의 수동 소자의 사이즈를 줄이는데 한계가 있어 왔다. 왜냐하면 이들 수동 소자로 대표되는 트랜스

및 필터류의 크기를 줄이기 위하여 주파수를 올릴수록 스위칭 손실이 증가하여 반도체의 사용에 제한이 발생하여 고직접화

에 장애물이 되고 있었다. 이러한 스위칭 손실을 줄이기 위하여 공진형기술(Resonant-Switching Techniques)이 도입되게

되었다. 사인파 형태로 동작하는 이 기술로 인하여 스위칭손실 및 노이즈가 획기적으로 개선되는 기회를 맞이하게 되었다.

여러가지 공진형 회로의 방식툴 중에서 LC 직렬 공진형이 가장 간단하고 많이 사용하는 회로인데, 정류-부하 연결이 LC

공진 네트에 직렬로 구성되어 있는데 이러한 경우 공진네트가 과부하전압 분배기와 같은 작용을 한다.

구동전압Vd의 주파수를 변경하여 공진네트의 임피던스를 가변시킨다. 입력전압은 이 임피던스와 반동부하 사이에서 나누어

지고 전압 분배기 역할을 하는 원리로 인하여 LC 직렬 공진형 컨버터의 직류이득은 항상<1이 된다. 경부하상태에서 부하측

임피던스는 공진네트에 비하여 매우 크게되어 입력의 대부분의 전압은 부하에 걸리게 된다. 이는 곧 출력이 경부하시에는

전압의 안정화를 매우 어렵게 하여 이론적으로는 출력 무부하시 저압을 유지하기 위하여 주파수를 무한대로 올려야 한다.

이러한 한계를 극복하기 위하여 LLC 공진전원이 개발되었는데 이것은 LC공진전원을 변경하여 1차 인덕턴스 사이에 션트

인덕터를 병렬로 배치한 것이다. 처음 이 이론이 도입되었을 때 별로 관심을 얻지 못했는데 그 이유는 이 션트인덕터를 삽

입하여 회로동작에는 도입이 될지 모르지만 높은 입력 전압에서는 효율을 높이는 것이 컨덕션 손실보다 스위칭 손실을 줄

여야 하는것이 더욱 효과적이라는 것 때문이다.

실질적으로 션트인덕터는 트랜스의 자화인덕턴스(Magnetizing inductance)를 이용하게 되어 회로 설계 도면에서는 마치

LC 직렬공진형과 같은 것 처럼 보인다. 한편 직렬 공진형에서는 자화인덕턴스가 LC 직렬공진 인덕턴스(Lr)보다 훨씬 크

지만, LLC 공진회로의 자화인덕턴스는 Lr보다 단지 3~8배 정도인데 이는 트랜스의 에어캡으로 구성이 가능하다.

LLC 공진전원은 일반적인 직렬공진회로에 비해서 여러가지의 장점이 있는데 스위칭주파수를 조금만 변동시켜도 입출력의

변동에 대하여 전압 안정도를 유지 할 수 있다는 것과 모든 영역에서도 영전압 스위칭이 가능하다는 것이다. 그리고 트랜스

등의 기보넉인 구성을 활용하여 최적화된 회로로서 구성이 단순화 된다는 것이다.

 

모든 용어를 한번에 정의 할 수 없음을 양해 바라며 해당 정보가 맞지 않을 수 있으니 참고만 바랍니다.

제품 구매시 옵션 선택에서 SMT 라고 적혀있는 경우 소비자가 모르는 경우가 많습니다.

SMT(Surface Mount Technology)란 표면실장기술로서 PCB기판에 살짝올려서 실장하거나 아니면 핀이 PCB를 관통

하여 PCB 밑에서 납땜하거나의 차이 입니다. 아래 그림과 같이 SMT타입과 SIP타입을 보시면 설명이 더욱 쉽습니다.

SMT의 공정과정

 



SMPS 관련 공정 및 사용에서 불량이 발생할 때의 검출되는 불량

1. 동작안됨: 출력 전압이 무검출됨 

2. 입력 쇼트: 입력전압 인가시 입력측 저항값이 1k ohm 이하로 검출될 때 S/W를 ON시키면 파손함

3. 출력전압 불량: 출력 전압이 불안정 하거나 출력전압이 정해진 범위에서 벗어난 경우에 나타남

예1) dc/dc인 경우 단일 출력(2%), 두출력(3%), 세출력(main 2%, sub 8%)-제조사마다 틀림

예2) ac/dc인 경우 단일 출력(2%), 두출력(3%), 세출력(main 2%, sub 8%) -제조사마다 틀림

4. 부하구동 불량: full 부하 인가시 출력 전압이 불안정, 출력전압 무검출 또는 무부하 상태보다

2V정도 감소된 전압으로 출력 됨

5. 파형불량: ripple이 제품의 사양보다 크게 검출되는 경우

6. NB전압 불량: NB단에 검출된 전압이 NB측 Z-diode보다 작음(초도 특성 데이타에 비해 2V이하)

7. cnt 동작 불량: cnt단자와 -입력단자를 단락 및 쇼트시 동일 동작여부

(cnt 단자와 쇼트시 동작 / 단락시 동작안하는 경우 정상)

8. trim 동작 불량: -출력 단자와 쇼트시 출력 전압이 안떨어지는 경우 발생

9. on/off 불량: Full 부하 인가 후 입력전압 인가하면 출력 전압이 없는 경우

( on/off 단자있는 제품인 경우 단자 연결시 동작 안하면 불량임)

10. 이상 발진 불량: 출력 파형이 불규칙하게 검출되거나 소리가 발생됨

11. led 동작 불량: led 불빛없음 (led가 내장되어 있는 모델에 한함)

12. fan 불량: SMPS에 내장된 fan이 동작하지 않음 (포함된 제품에 한함)

13. 효율 불량: 효율이 제품의 사양보다 3% 이상 떨어지는 경우에 한하며 계측기로만 측정가능

* 효율 계산법: 출력전력(출력전압 X 출력전류) / 입력전력( 입력 전압 X 입력전류) X 100

* 정상 동작인 경우 입력 전류값으로 확인=>출력W(전력)이 같으므로 입력 전류량이 많은경우

효율이 떨어짐을 의미한다.

 

※모든 용어를 한번에 정의 할 수 없음을 양해 바라며 해당 정보가 맞지 않을 수 있으니 참고만 바랍니다.

 

파워서플라이 노이즈 제거 방법으로 노이즈필터 또는 콘덴서를 이용한 방법등이 있습니다.

1. 콘덴서를 이용한 대책

- 주파수 특성이 광범위에 걸쳐서 양호하며 절연저항과 내압이 높을 것

- 자기 공진 주파수가 높은 주파수 대역일 것

- 주파수 특성이 광범위한 콘덴서는 존재하지 않는다 그러므로 여러가지 혼용해 필터링이 필요한 대역을 취한다.

2. 전해 콘덴서의 적용

- 전해 콘덴서는 저가인 반면에 온도에 따라 특성이 크게 좌우된다.

- 세라믹 콘덴서는 폴리에스터 필름 콘덴서가 저주파 노이즈 대책욕으로 사용한다.

- 같은 종류의 같은 용량 콘덴서를 2개를 사용할 때 거의 대부분 별다른 특성변화는 없다.

- 전 주파수 대역에서 균형있는 콘덴서는 탄탈 콘덴서가 가장 우수하며 특성이 매우 좋음.

- 알루미늄 전해 콘덴서는 10도 이하의 전온에서 다른 콘덴서에 비해 특성이 급격히 나빠짐

- 고온에서 콘덴서 자체의 특성도 중요하지만 실장 상태에 따라 민감하므로 콘덴서 리드 길이를 줄여 실장한다.

 

※모든 용어를 한번에 정의 할 수 없음을 양해 바라며 해당 정보가 맞지 않을 수 있으니 참고만 바랍니다.

 

제조업체의 제품 또는 환경에 따라서 달라질수 있습니다.

1. 가용온도

- operating 시 degree -10°C ~ +60°C

- nonoperating에서 보관시 degree -10°C ~ +80°C

- nonoperating에서 운반시 degree -20°C ~ +80°C

2. 가용습도

- operating 시 10 ~ 90 %RH / - nonoperating 시 10 ~ 90 %RH

3. 가용고도 : 전원 장치에 대해 해발 2000m 이내까지 사용가능해야 한다.

4. 에이징 테스트

- 각각의 전원 장치에 대하여 상온(25°C )에서 24시간 동안 full Load상태로 시험한다.

- 필요시 시험 주위 온도를 50°C 로 할수 있으며 이또한 견디어야 한다.

5. 가청잡음

- 각 각의 전원장치에 대하여 1미터 거리에서 noise meter로 측정시 45dB이하여야 한다.

6. 보호 및 안전회로

- 일정 과부하에 자동 차단되어야 하며, 일정 누설전류시 자동 차단되어야 한다.

7. withstand voltage (내전압)

- 1500VAC로 1분간 ( 1차측과 2차측, 1차측과 Frame GND간에 인가시)

- 500VAC 로 1분간 (2차측과 Frame GND간에 인가시)

8. insulation resistance (절연저항)

- 최소 DC 500volt 에서100 MOhm (1차측과 2차측간, 1차측과 rrame gnd간 인가시)

 

모든 용어를 한번에 정의 할 수 없음을 양해 바라며 해당 정보가 맞지 않을 수 있으니 참고만 바랍니다.

 

모든 자료들을 나열 할 수 없음을 양해 바라며 와이드파워의 질문하시는 용어들만 정리하였습니다.

 

정격전압 인가(Voltage): full load 인가 후 전압을 측정

정격전압 인가(Efficency): full load 인가 후 제품의 효율을 확인

저 전압 인가(Low Voltage Efficency): full load 인가 후 효율

정격전압 인가(Frequency): full load 인가 후 출력 파형의 주파수를 측정

과전압보호회로 TEST(OVP Trim Test): 전압 인가 후 무부하에서 -출력과 Trim 단자 쇼트할 때 출력 감소 여부 확인

on/off control TEST: 입력전압 인가 후 -입력 단자와 cnt 단자와 쇼트 및 단락시 동작여부(제품별틀림)

Burn-in TEST: 제품 사용 중에 발생되는 열에 의한 온도 변화에 따른 이상 유무 확인 작업으로 제조사 별로 시간이 틀리며

derating curve로 확인 할 수 있다.

출하TEST: 제품 별 제조사 별 다양하며 제품 특성 및 외관을 최종 확인 하여 출하한다.

Short TEST(10초): 정전압 인가 / full load 인가 후 출력측 10초간 쇼트 후 쇼트제거 후 정상 동작 부확인

과전압보호회로(OVP-Over Voltage Protection): 파워서플라이의 출력전압이 과전압보호회로 레벨보다 높게 출력되면 출력전압

및 전류를 차단하여 제품 및 부하원의 보호를 할 수 있도록 설계한 제품

과전류보호회로(OCP-Over Current Protection): 제품에 부하시 이상에 의한 과전류로 출력부가 파손을 방지하기 위해 흐르는

전류의 양이 일정한 수준을 넘어서면 자동적으로 부하전류를 차단하여 보호하면 출력 전압은 원상태로 복귀하며 출력 전압이

95% 감소할 때의 전류 값 확인

단락보호회로(SCP-Short Circuit Protection): 단락사고로 큰 전류가 갑자기 흐르는 것에 대하여 제품을 보호하는 기능

과열보호회로(OTP-Over Temperature Protection): 회로의 안전에 정해진 온도범위를 넘어가지 않도록 차단하는 기능 

PWM 제어방식(PWM):  교류전압(AC->DC)을 직류전압으로 변환시 다이오드 대신에 SCR 또는 GTO소자를 사용하여

높이(전압)을 변화(제어)시킵니다.

RCC 제어방식(RCC):  주로 저항이나 콘덴서의 부품등으로 스위칭 주파수를 제어함.  

절연/비절연(Isolated/non-Isolated): 주로 DC-DC 컨버터에 많이 사용하는 용어로 주로 크게 3가지 방식을 이용합니다.

첫번째는 인덕터(코일)에 pwm을 신호를 주어 전압을 가변하는 방식으로 step-down/step-up 방식이 있으며 회로가 간단

하지만 1차(입력전원)과 2차(출력전원)이 서로 절연되지 않고 GND(ground)로 묶여 있으며 둘째는 트랜스를 이용하는 방식

으로 직류를 고주파로 바꾼 후 트랜스를 이용해 전압을 승압 또는 강압하는 방식인데 회로가 다소 복잡하지만 1차, 2차 측이

서로 절연이 되므로 GND(ground)를 분리할 수 있으며 세번째로는 캐패시터를 이용하는 방식인데 수명이 길고 두번째의 장

점을 모두 갖춘 제품들이 사용되고 있습니다.

부하시점(POL): Point of Load 부하시점으로 빠른 응답속도 및 열적인 처리 능력이 우수한 제품들로 이루어져 있습니다.

비관통홀방식(Via Hole): 부품을 완전히 삽입하지 않고 회로를 구성하는 방식을 Via Hole 이라고 합니다.

관통홀방식(Througth Hole): PCB의 홀내벽에 금속을 도금하여 도통하도록 형성된 것인데 부품을 삽입하여 도체와 도체간의

연결접속을 위한 홀을 Througth Hole이라 합니다.

출력방식(CH1): 보통 출력전류의 갯수를 나타내며 CH1:단일출력, CH2:이출력, CH3:삼출력 등의 방식이 있습니다.

LED-ALV/ALC(정전압/정전류): LED는 전류 구동 소자이며 VF(구동전압)와 IF(구동전류)를 가지고 있습니다. 즉 전류에

따라서 밝기가 달라집니다. 기본적으로 VF전압이 고정되고 편차가 적으면서 온도에 따른 VF특성 차이가 없으나 제품에 따라서

약간의 편차는 있습니다.

장점:ALV- 범용 제품이 많고 가격이 쌈(12V, 24V 등)/ 가변 전압 용이합니다.

단점:ALV- LED 채널의 경우 3직을 쓰고 12V입력을 쓰면서 저항과 같이 회로 보정도 하며 정격의 85% 설계를 함으로 정전압이

보편적이나 위험 부담으로 15% 를 올리지 못하고 있거나 정격을 넘을 경우도 있으며 편차의 범위가 클수도 있습니다.

장점:ALC- 전류 정격에 의해 설계하면 LED 정격 전류를 넘기는 경우를 줄이며 정격에 차원과 안정성에서 정전류가 좋습니다.

단점:ALC- 비범용이며 전류센싱 회로에 따른 설계로 고가입니다. 직병렬에 따른 다양한 설계를 해야하는 불편함이 있습니다.

아연합금(Zinc Alloy): 보통 다이캐스팅한 제품에 쓰이며 Zn(아연)이 92% 이상 함유된 제품이 많습니다.

난연성플라스틱(FR Plastic): 불에 잘타지 않는 플라스틱으로 난연제를 첨가하여 만든 제품입니다.

전기절연플라스틱(PBT Plastic): PBT[Polybutylene Terephthalate]라 하며 표면에 전기절연성, 내약품성, 치수안정성은

좋은나 내마모성이 약할 수 있으며 내열성등을 강화하기 위해 그라스를 첨가한 제품도 있습니다.

부하조정(Load Regulation): 정격전압 인가 후 10% 인가할 때와 full load 인가했을 때의 전압차이 확인

정전압조정(Line Regulation): full load 상태에서 저 전압 인가했을 때와 정격전압 인가했을 때의 출력파형 발진 여부 확인

min /max input on/off: full load 인가 상태에서 최저 전압 또는 최대전압을 on/off 시켜 재동작 확인 부하 가변시 발진여부:

정격전압 인가 후 load기에서 0~100% load로 올려줄 때 출력 파형 발진여부 확인

리모트 센싱(Remote Sensing): 전원과 부하간에 거리가 있어 배선의 전압 강하가 무시될 수 없는 경우에 센싱선은 접속한

점의 전압을 설정치로 유지하는 기능

리모트 컨트롤(Remote Control): 복수의 전원을 사용할 때에 전원 상승시간과 하강 시간의 차를 선정할 때 사용하는 것으로

외부 신호로 전원을 ON 또는 OFF 시킬 수 있는 기능을 제공하는 기능

리플노이즈(Ripple&Noise): full load 인가 후 출력 파형의 크기 및 잡음을 측정 리플은 출력 전압에 중첩되는 입력 주파수

및 sitching 주파수와 동기된 성분으로 입력 주파수에 동기성분은 전원 내부의 입력 콘덴서 용량과 출력 전류로 정해집니다.

스위칭 출력에 컨덴서를 추가했을 때 스위칭 주파수에 동기된 성분은 작아지며 입력 주파수 성분은 변화지 않습니다. 

리플노이즈란 출력 노이즈는 출력 전압에 중첩되는 리플이외의 노이즈 성분만을 말하는 것이며 peak-peak로 표시합니다.

사용상으로는 리플을 포함한 리플 노이즈가 문제가 됩니다.

기동시간(Rise Time): 1차(입력전원) 인가 후 출력 전압이 90%에 도달할 때 까지 걸리는 시간이며 업체마다 기준이 틀림

절연전압(Isolation Voltage): 단자간에 교류전압을 인가시 스파크 방전하지 않으며 전원이 안정적으로 유지하는지 확인

절연저항(Isolation Resistance): 지정된 단자간에 규정의 직류 전압을 인가시 저항치

절연/비절연(Isolated/non-Isolated): 1차(입력전원)과 2차(출력전원)이 서로 절연(GND분리)/비절연(GND묶임)

사용온습도(Operating Temp & humid): 제품이 동작중에 전원의 규격을 보증할 수 있는 주위 온도와 습도

저장온습도(Storage Temp & Humid): 동작하지 않은 상태로 성능의 열화없이 보관할 수 있는 주위 온도와 습도

내진동(Vibration): 제품의 사양에 따라 실험조건은 다르나 시험조건을 만들어 제품에 손상을 주지 않는 진동의 가속도

역률보상회로(PFC): 전력효율 향상을 위해 절전회로를 추가한 것으로 전류소비량 감소, 온도상승방지, 전자파 감소의 이

점이 있으며 단점으로는 가격이 비싸며 고전압 부품사용을 합니다. 유효전력 = 입력전압 * 입력전류 * 역률(W)

돌입전류(Inrush Current): 단자를 개방하고 나머지 단자에 전압을 인가하면 순간적으로 큰 충격전류를 돌입전류라 하며

큰 펄스의 전류가 흐른 뒤 다시 정상으로 돌아옵니다. 제품에 문제는 없으나 너무 빠르게 스위칭(on/off)를 반복하는것을

피해야 하며 때로는 주변 부품의 오동작을 시키는 원인이 되기도 합니다.

EMI(Electro Magnetic Interference): 전자파장해 또는 전자파 간섭을 말하며 여러 전자기기에서 방출되는 전자파로 일정

이상의 범위를 벗어날 수 없도록 규칙을 제정하였다.

EMC(Electro Magnetic Compatibility): 전자기기에서 발생하며 다른 전자기기 및 장비등의 동작에 영향을 주지 않도록

노이즈 감소등의 방법으로 설계하도록 권고하고 있으며 전자적 양립성이라고도 한다.

EMS(Electro Magnetic Susceptibility): 전자기 방해가 존재하는 곳에서 기기가 성능저하를 일으키거나 방해를 줄 수 있으

므로 전자파 방출에 감응성이 적에 설계하여 전자파 장해가 존재하지 않도록 한다.

평균고장간격(MTBF): 동일의 전원의 고장에서 다음의 고장까지의 평균치를 말한다.

 

모든 용어를 한번에 정의 할 수 없음을 양해 바라며 해당 정보가 맞지 않을 수 있으니 참고만 바랍니다.

 

SMPS(Switching Mode Power Supply)는 대부분의 전자 통신 기기에 폭넓게 이용되고 있는 직류 안정화 전원입니다.

직류 안정화란? 정전압회로등을 통해 깨끗하고, 안정된 직류를 공급해주는 장치를 말합니다.

스위칭 주파수란? 전류나 전압을 쪼개어 스위칭 소자를 이용하여 이루어지는데 이때 주기적으로 빠르게 on/off 해서 필터에

인가되는 전압이 나오다 안나오다 하는 펄스가 되도록 하는 것입니다. on시간이 길면 출력되는 dc전압이 높아지는 것이고

반대로 on 시간이 짧아지면 출력되는 dc 전압이 낮아집니다. 이 때에 스위칭하는 주파수를 스위칭 주파수라 합니다. 반도체

소자의 스위칭 특성을 이용하여 전력의 흐름을 제어함으로써 고효율, 소형 및 경량화에 장점이 있습니다.

smps는 스위칭 주파수를 높여 커패시터나 인덕터와 같은 에너지 축적용 소자를 소형화 함으로써 소형/경량화를 이룰 수 있습

니다. 이를 위해서는 스위칭 손실과 인덕터 손실 등 전력 손실을 최소화 하면서 고속의 스위칭이 가능한 반도체 소자의 개발이

필요합니다. 또한, smps설계 및 사용시에는 스위칭 시 발생하는 열로 인해 전원회로 자체의 성능이 저하되는 thermal derating과

스위칭 시 발생하는 surge 및 noise 문제도 고려하여야 합니다.

AC-DC->스위칭->트랜스 권수에 따라서 승압/강합 -> 정류 -> 필터 -> DC전압

DC-DC->DC전압으로 승압 혹은 강압하는 SMPS(Switching Mode Power Supply)

보통 스위칭하는 소자는 FET를 많이 사용하는데 용량이 클수록 IGBT를 많이 사용합니다. IGBT의 입력 특성은 FET와 같고 출력은

TR특성과 같은 FET와 TR의 장점만을 사용하는 대용량 소자이며 AC-DC, DC-DC에도 많이 사용되고 있습니다.

SMPS 장점: 스위칭 주파수를 높여 효율을 극대화 하고 소형, 경량으로 대용량의 파워서플라이를 만들 수 있으며 효율이 높고 소형

경량이며 입력전압 범위가 큽니다.

SMPS 단점: 설계 또는 제품마다 차이는 있지만 스위칭에 따른 노이즈 발생이 있습니다. 또한 ON/OFF를 반복하는 관계로 정밀한 기기

나 잡음에 영향을 많이 받는 제품에서는 피해야 할 듯 합니다.

 

모든 용어를 한번에 정의 할 수 없음을 양해 바라며 해당 정보가 맞지 않을 수 있으니 참고만 바랍니다.

 

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