전원 장치를 개조 해보았습니다.

이건 20여 년전에 자작한 것으로  PCB를 유성싸인펜으로 그려서 제작한 것입니다. 듀얼 전원이고 전압은 0~40V, 6A로 자작한 것입니다. 학생때 실험실에 있는 파워서플라이의 회로를 카피해서 제작한 것입니다. 아래 사진은 개조전으로 세월의 흔적이 많이 남았네요..

 

 

 

 

 

 

그 동안 파워앰프나 그밖에 회로 테스트할 때  잘 사용해 왔는데요, 고출력 파워앰프에 사용하기에는 전압이 다소 부족해서 60V로 개조 하였습니다.

트랜스는 새로 감아서 2차 권선전압을 50V로 하였고, 동일한 사이즈로 제작해야 하므로 출력전류는 4A로 낮추었습니다.

개조 전에 파워 트랜지스터는 도시바의 2SD1460(100V 30A 200W) 6개를 사용했었는데요 40V 출력 전압에서 쓰기에는 전혀 문제 없었으나,

60V 전압으로 올리면서 AC50V 정류하여 70V에서 정전압을 만들고,  0V 출력에서 4A 전류를 흘릴 경우 각 파워트랜지스터는  Vce  70V에서 1.3A의 전류를 흘려야 합니다.

각 트랜지스터에 발생하는 전력은 91W의 열이 발생하여 팬으로 냉각하면 문제가 없으나  문제는 secondary break-down  입니다. 2SD1460의 datasheet의 SOA 그래프를 보면 Vce 70V에서 고작 0.25A DC전류 밖에 흘리지 못합니다.  그래서 MJ15024로 변경하였습니다. 이건 Vce 70V에서 4A 까지 DC전류를 흘릴 수 있습니다.  

파워앰프의 출력석으로 사용할 때 보다 더 가혹합니다. 파워앰프에서는 출력전류가 커지면 Vec가 낮아지는 구조이지만, 여기서는 Vec는 출력전압이 낮을 때 최대이고 출력전류와 상관없이 그대로 Vce가 높게 걸린 채로 큰 출력전류를 흘려야 합니다.

 

정전압 회로의 구조는 OPAMP를 사용하여 전압과 전류를 제어 합니다.  제어 트랜지스터는 3단 달링턴으로 구성하여 MJ15024 3개 병렬로 합니다.

기준전압은 6.2V 제너를 사용했지만 더 안정적인 TL431과 같은 band gap 기준전압을 바꾸면 온도에 대해서 더욱 안정적으로 할 수 있습니다.  

출력 전압은 U5가 제어하며  출력전압 =  6.2V * (R41+R40)  /  (R60+R38) 로 출력됩니다.

전류 제한은 U4가 제어하며 저항 R63의 전압강하를 검출하여 출력전류를 제한합니다.

정류회로의 대용량 전해도 10000uF 63V에서 10000uF 80V(이건 파워앰프 만들고 남은 것)으로 변경했고 미터도 60V 전압계와 4A 전류계로 변경했습니다.

 

이제 파워앰프 테스트 할 때 +60V -60V 까지 공급해서 사전 시험을 해볼 수가 있게 되었네요..  마이너하게 개조 했지만 시간이되면 좀더 정교하고 안정적으로 동작되로록 전체적으로 회로를 수정해보려 합니다. 아직 냉각팬은 스위치로 수동으로 온오프하게 하였으나 추후에 LM35와 같은 온도센서를 써서 자동으로 냉각되게  합니다.