BONONOO

안녕하세요 하드웨어 개발자 보노노 입니다.

개발 자료 외에 설계 흐름이나 하드웨어에 대한 재미난 글들도 올리려고 합니다.

개발 커리큘럼을 짜는데 도움이 되었으면 좋겠습니다.

안녕하세요 하드웨어 개발자 보노노 입니다.

회로 설계중 트랜지스터(TR) 부품은 빠질 수가 없는 존재입니다. 이번엔 FAN Motor을 구동하기 위한 트랜지스터 선정을 설명 드리겠습니다. 간단한 사용 방법이므로 다른 모터 구동에도 응용하시면 좋을 것 같습니다.

​회로도를 통해 설명 드리도록 하겠습니다.

회로도

 

- 1, 2 번과 동일하게 접근성이 쉽고, 다양한 부품을 판매합니다.

안녕하세요 하드웨어 개발자 보노노 입니다.

당근이에서 본 다이오드 사용 방법 입니다 

안녕하세요 하드웨어 개발자 보노노 입니다.

요즘 FAN 단종 및 수급 문제로 인해 신규 FAN으로 변경하였는데요, 제어가 제대로 안되고 전압이 너무 흔들려 캐패시터를 달아 보완을 하였습니다. 이때 발열이 심해 해결 방안을 설명 드려보고자 글 남깁니다.

커패시터 수명을 위해서라도 ESR을 보는 습관도 길러두시면 좋을 것 같습니다.

ESR이란?

- Equivalent Series Resistance의 약자로 단위는 저항의 Ohm 입니다.

- 커패시터 및 인덕터에 들어가 있는 고유의 저항 성분 입니다. 이것이 소자의 발열을 보완하는데 중요한 데이터 입니다.

주파수 별 ESR

- 주파수 별 ESR 표 입니다. 120Hz 에서 ESR값이 크게 나타나지만 주파수가 올라갈수록 ESR 값이 줄어들고 있습니다.

- 알루미늄 캔 커패시터 용량에 따라 그 값이 다르긴 하지만 0.1 ~ 0.4 Ohm 정도의 ESR 값을 가집니다.

- ESR은 회로가 닫힌 상태에서 커패시터 내부에서 열을 만들어내는 주범이고 우리가 쓰지도 못하고 날아가는 손실을 의미합니다.

커패시터 하나를 가지고 예를 들어 설명 드리겠습니다.

NLW100-12 의 데이터 시트를 확인하겠습니다.

(Datasheet :  https://www.mouser.kr/datasheet/2/88/CDUB_S_A0007943797_1-2540051.pdf )

- 위의 사진은 Low ESR 커패시터로, 제 경험 상 Low ESR 일수록 Operating Temperature Range가 높습니다.

   (위의 사진에선 +105 ºC까지 올라갑니다.)

- 추가로 커패시터 수명은 온도랑 관련이 깊습니다. 발열의 원인은 주로 riple current로 충방전이 반복될 때 ESR에 의해 열이 발생합니다.

발열의 문제가 생겼을 때

- 발열의 원인으로 ripple current 도 확인합니다. ripple current가 높은 제품이 Low ESR 이라고 보면 됩니다. 저항 성분이 작으니 당연히 발열도 적게 되고, 흘릴 수 있는 전류도 커지게 되기 때문입니다.

- Low ESR 종류의 커패시터를 선정합니다.

- 당장에 대응이 필요할 땐, 커패시터값 절반짜리 2개를 병렬 연결합니다.

   (보통 커패시터값이 커지면 ESR도 올라가므로, 커패시터값 절반짜리 2개 써서 커패시터 값이 올라가지 않게 만들어 줍니다) (병렬 연결 시 ESR이 낮아집니다)

출처 :

https://blog.daum.net/tangleguy/18221845

안녕하세요 하드웨어 개발자 보노노 입니다.

저번 글에선 콘덴서 부가설명을 하였는데요, 이번엔 저항에 대해 조금 더 설명해 보려고 합니다.

저항 풀업(Pull-Up)

위 그림에서 입력은 0V 일때 '1'로 인식하는 입력 핀 이다. 그러므로 이 핀에 왼쪽 그림과 같이 5V의 전원을 접속하면 줄곧 0V가 입력된 상태로 있게 된다. 우측 그림과 같이 스위치를 닫으면 전원에서 저항을 통해 들어오는 전류와 핀의 전류가 합류하여 그라운드로 흘러 들어가게 되는데 이때 입력핀의 전압은 0V로 낮아져 '1'이 입력된 것으로 인식한다. 이렇게 핀에 High 값을 입력해 두려고 붙이는 저항을 '높은 저항에 매달아 둔다'는 뜻으로 풀업(Pull-Up)저항 이라고 한다.

저항 풀다운(Pull-Down)

위 그림은 입력핀이 5v의 전압을 받으면 '1'로 인식한다. 좌측 그림이 입력핀은 그라운드에 연결되어 전류가 항상 그라운드로 흐르고 있어서 입력 전압은 0V가 된다. 이때 우측 그림과 같이 VCC전원에 연결된 스위치를 단락시켜 전류가 흐르게 하면, 소량의 전류가 저항을 통해 그라운드로 흘러 내리기는 하지만 많은 양의 전류가 입력 핀으로 흘러 전압이 VCC와 같은 5V 정도가 된다. 따라서 입력핀은 '1'이 입력된 것으로 인식된다.

이러한 저항의 사용법은 '칩의 핀을 항상 그라운드에 묶어둔다' 는 의미에서 풀다운(Pull-Down)저항 이라고 한다.

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이와 마찬가지로 다른 예를 들어보자

위의 사진과 같이 포트C가 0인지 1인지 모르는 상황이다.

만약 PC0이 출력일 경우 5V가 나간다.

PC0가 0V이라면? - 현 상태에선 floating 상태이다 (floating을 번역하자면 뜬 상태인 것이다)

정확히 0v인지 확인이 불가하다. 그래서 R8인 10K을 넣어준 것이다. R8로 인해 PC0이 0V에 가깝다는걸 확인할 수 있다. 이게 풀 다운 저항과 같은 개념이다.

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출처 : http://printf.egloos.com/72829

안녕하세요 하드웨어 개발자 보노노 입니다.

제품을 보호해주는 역할을 맡고 있는 폴리스위치, 퓨즈에 대해 알아보도록 하겠습니다.

퓨즈의 용도 및 특성

퓨즈의 용도는 과전류가 흐를 경우 퓨즈 안의 연결 선을 끊어주어 더이상 흐르지 못하게 하는 용도 입니다.

퓨즈가 없다면 어떻게 될까요? 제품에 캐패시터나 mcu등 터지거나 패턴이 소손될 것입니다.

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예전에 작은 제품에서 휴즈 하나를 넣는다 만다 한 회의 내용이 생각나네요. 교류전압이 흐르는 제품에서 휴즈가 없다면 인증이 안될수도 있습니다. (제품마다 다릅니다) 꼭 확인해야 합니다. 물론 제품의 AS를 위해서라도 달면 좋겠죠?

원형의 경우 10A,20A 등 높은 전류가 흐를시 보호해주지만 작은 용량?(1~2A) 일 경우 폴리 스위치를 사용합니다. 또는 SMD퓨즈를 사용하기도 합니다. (폴리스위치는 퓨즈와 다르게 홀더가 필요없습니다.)

폴리스위치

폴리스위치의 경우 과전류가 흐르면 열에 의해서 끊어집니다.(Open 상태)

퓨즈의 방식과 다르게 폴리 스위치는 과전류가 사라지면 다시 붙습니다(Short 상태)

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폴리스위치든 퓨즈든 사용하기에 용량을 잘 판단하여야 합니다.

1A가 흐르면 과전류라고 생각드는 보드에 10A의 휴즈를 달았다고 가정합시다.

만약 5A의 과전류가 흘러도 퓨즈는 끊어지지 않고 전류가 흐를겁니다. 고로 회로는 망가지겠죠? 다시 말해, 용량 계산을 잘 해야된다는 말입니다.

폴리스위치도 열로 인하여 붙고 떨어지는 부품이기때문에 많이 뜨거운지도 확인해봐야합니다.

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전원 회로에 많이 사용되며, 제품 보호를 위해선 꼭 필요한 부품이라고 생각듭니다.

안녕하세요 보노노 입니다. 이전 글 콘덴서편의 추가 설명입니다.

반복되는 내용도 있으니 복습한번 해보시고, 링크의 자료도 참고하시기 바랍니다.

1. 콘덴서는 직류(DC)를 막고 교류(AC)를 통과시킨다.

콘덴서에 직류를 투입하면 순간적으로 충전하고 용량이 꽉 차면 전류가 흐르지 않고 유지된다.

이러한 성질로 인해 콘덴서는 직류를 흐르지 못하게 한다.

회로에서 콘덴서가 곳곳에 있는 이유는 IC를 보호하기 위함이다.

반면, 교류를 투입하여 +/- 극을 계속 바꿔주면 충전, 방전을 계속하며 전류가 흐르게 된다.

이러한 콘덴서의 특징을 이용한 것이 커플링 콘덴서이며, 콘덴서 뒤의 전류의 목적지가 되는 부품에 교류만 사용해야 할 경우 사용한다.

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2. 콘덴서는 회로상에서 교류 성분을 없애준다.

콘덴서에 남은 전류를 보관하도록 하여 전류량을 낮추고, 필요한 만큼의 전류에 맞추게 된다. 그리고 교류이므로 전류량이 낮아지게 되고 이 낮아진 전류를 목적지 부품이 사용할 알맞은 전류량에 맞춘다. 이러한 과정을 반복하는 동안 결국 회로상에서의 교류 성분을 직류로 바꾸게 되는데 이러한 역할을 하는 콘덴서를 바이패스 콘덴서 라고 한다.

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출처 : http://printf.egloos.com/72829