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QSPICE 시뮬레이션 : AC to AC 또는 DC to AC 컨버터

글쓴이 : SOONDORI

60hz to 50hz 턴테이블 전원 공급장치를 만들거나 흔한 SMPS 머시기를 만들거나 또는 DC-DC 컨버터라는 것을 만들거나… 그런 것을 위한 초벌 DIY 시뮬레이션이다. (어떤 상용 회로의 일부를 참조함)

기본 흐름은,

DC 직접 공급 또는 AC 반파 정류 → 시리즈 레귤레이터 → 두 개 커패시터를 이용하는 양 전원용 전압 분리 → 비안정 바이브레이터를 이용한 구동 펄스 생성 → 트랜스포머 1차 측 교반 드라이빙 → 2차 측에서, 의도한 주파수와 전압의 AC 인출

차근차근 단위 회로를 검토해 보면,

Astable Vibrator

Q1과 Q2의 교차 동작에 의한… 이곳에서 50hz, 60hz, 수 Khz, 수십 Khz를 만들면 된다. 당연히 전용 IC로 대체될 수 있음.

양 전원 생성 그리고 맥동

종합 정리된 회로는 다음과 같다.

테스트 소스-Pulse Driving PSU

1) D3와 C6가 있으니 회로에 교류가 공급되든 직류가 공급되든 전혀 상관없음. 논리상 R9에서 무조건 DC.

2) <A> 영역 : Q5, R9, D4로 시리즈 레귤레이터가 구성되는데… 특히, D4 제너다이오드(=임의로 18V급 적용)는 어떤 중요한 전압을 결정한다.

3) <B> 영역 : 이곳이 핵심 포인트. C7과 C8, Q3 및 Q4의 푸쉬-풀 구성으로 시리즈 레귤레이터의 출력 전압을 반분하고 있다. 인티앰프 출력단 모습과 크게 다르지 않음. 그러므로… V_max 전압은 V_middle × 2이다.

4) <D’과 D’>’ : 주기가 교차되는 HIGH/LOW 펄스가 나올 것이고… 현재 조건으로는 약 70hz.

5) <C> : 물리적으로 정해진 트랜스포머 권선비를 기준으로, D4에 의해 1차 측 구동 전압이 결정된다는 점에 유의한다. C5는 스위칭 Peak, 역기전력을 소화하면 트랜스포머 1차 측 펄스 모양을 그럴듯하게 만드는 요소이므로 너무 커도 안 되고 너무 작아도 안 되고. (현실에서는, 0.01uF가 부적절할 수 있다)

기대하기로는, D4로 정한 18V의 절반인 9V를 기준으로… <N18>에서 위쪽 18V와 아래쪽 GND/0V 사이에서 등락하는 펄스가 그리고 <N08>에서 18V 스윙의 8배인 144V AC가 보여야 한다. 그 144V는 RMS 값으로 약 100V이다.

이상에서, 회로 공급 전압이나 D4 값 등을 달리하면 트랜스포머 2차 측 전압을 달리할 수 있음. 출력 주파수는 바이브레이터 시정수를 가지고 마음대로.

그래서, 결과는?

1차 측 구동 전압 17.44V에서 2차 측 출력 전압은 137.18V, RMS 기준으로는 AC96.98V@70hz이다. 뭐… 대충 비슷함. 끝.

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