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※ SMPS 납땜 시 부품 데이터시트를 참고하여 납땜합니다.
1. 교재의 회로도와 비교하여 제공된 부품이 다 있는지 확인합니다.
교재에 포함되어 있지 않은 부품은 양면 기판과 지지대 4쌍입니다.
※참고 - 납땜에 필요한 도구들
①인두기, ②인두기 스탠드, ③플럭스, ④랩핑와이어, ⑤납, ⑥납흡입기, ⑦니퍼
[ 인두기 ]
[ 인두기 스탠드 ]
[ 플럭스 ]
[ 랩핑와이어 ]
[ 납 ]
[ 납 흡입기 ]
[ 니퍼 ]
2. 양면기판에 점핑을 최소화 할 수 있는 부품 배치를 구상합니다.
부품 배치 예시는 다음과 같습니다.
3. 납땜시 틀리기 쉬우므로 회로도의 왼쪽 위부터 순서대로 납땜 합니다.
회로도 상의 선을 하나하나 확인 하면서 납땜합니다.
책상에 고무판을 올려 두고 고무 판 위에서 납땜을 진행합니다.
[ DC power supply connector와 다이오드 배치입니다 ]
[ 다이오드의 극성 (애노드, 캐소드)에 주의합니다 ]
[ 퓨즈 및 커패시터 배치입니다 ]
[ 커패시터의 극성에 주의하여 납땜을 합니다 ]
[ FAN7554 주위 - 7번핀과 연결할 저항 100kΩ, 커패시터 22uF, 다이오드 UF4004 배치입니다 ]
[ 커패시터와 다이오드의 극성에 주의합니다 ]
[ 스너버 회로 납땜 ]
[ FAN7554 주위 - 6번핀과 연결할 저항 22Ω, 4.7kΩ, 다이오드 1N4148 배치입니다 ]
[ 다이오드의 극성에 주의합니다 ]
[ FAN7554 주위 - 8번핀과 연결할 저항 12kΩ 배치입니다 ]
[ FAN7554 주위 - 1번핀에서 4번핀까지 연결할 저항 1kΩ, 커패시터 100pF, 1000pF, 100nF, 1uF 배치입니다 ]
[ 커패시터 극성에 주의합니다 ]
[ IGBT소자의 배치입니다 ]
[ IGBT의 Datasheet를 참조하여 Gate, Emitter, Collector를 확인하여 납땜합니다 ]
[ Fly-back converter 2차측 배치입니다 ]
[ 위와 마찬가지로 점핑을 최소화하기 위한 배치 예시입니다 ]
[ 2차측 다이오드 MBRF10100CT와 330uF 배치입니다 ]
[ 다이오드 극성과 커패시터 극성에 주의합니다 ]
[ PC817 소자와 연결되는 저항 1kΩ의 배치입니다 ]
[ PC817 소자의 datasheet를 참조하여 LED와 Transisor 단자에 주의해 납땜합니다 ]
[ 부하 저항 20kΩ과 저항 1.2 kΩ, 4.7kΩ, 제너 다이오드 KA431 배치입니다]
[ 제너 다이오드인 KA431 소자는 datasheet를 참조해 레퍼런스, 애노드, 캐소드 극성에 주의해 납땜합니다 ]
[ 변압기를 제외하고 1차측과 2차측 납땜이 완성된 형태입니다 ]
4. 변압기를 제작 후 납땜 된 기판에 연결합니다.
※ 준비물: 보빈, 코어, 구리선, 절연테이프
① 보빈(왼쪽)과 코어(오른쪽)
② 구리선
변압기의 회로는 교재를 참조하길 바랍니다.
동영상을 통해 변압기를 감는 방법을 소개합니다.
[01 - 권선감는 법]
- 권선을 다 감으면 테이프로 권선을 고정시켜야 합니다.
[02 - 권선 테이핑]
- 각각의 권선을 다 감은 후, 코어를 테이프로 감아야 합니다.
[03 - 코어 테이핑]
- 총 3개의 와인딩이 있습니다.
- 감는 방향에 따라 변압기의 극성이 달라지므로 감는 방향에 유의합니다.
- 동영상과 같이 변압기 와인딩이 마무리되면, 끌을 이용하여 구리선의 피복을 벗기고 납땜을 합니다.
5. 최종 결과물의 예시입니다.
PCB를 이용한 SMPS 제작
위의 사진은 SMPS 제작에 사용할 PCB보드입니다.
1. 핀이 3개 이상인 부품 배치 방법
핀이 3개 이상인 부품은 다음과 같으며, 열에 약한 IC소자이므로 반드시 라운드핀을 이용해 PCB보드와 연결합니다.
- IRGB4056D (IGBT) [라운드핀 : 3핀 1개 사용]
- KA431AZTA (제너다이오드) [라운드핀 : 1핀 3개 사용]
- FAN7554 (PWM 제어IC) [라운드핀 : 4핀 2개 사용]
- PC817 (포토커플러) [라운드핀 : 2핀 2개 사용]
사각형 패턴이 각 부품에서 1번 핀(노란색 실선)에 해당합니다.
만약 부품의 1번 핀이 PCB의 1번 핀과 일치하지않으면 SMPS가 동작하지 않거나
소자에 데미지가 갈 수 있으니 반드시 핀 번호를 일치시켜 연결할 수 있도록 합니다.
2. 커패시터 배치방법
다음 커패시터 배치방법입니다.
전해커패시터는 노란색 실선, 세라믹 커패시터는 노란색 점선으로 표시된 것을 확인할 수 있습니다.
- 전해 커패시터 [극성이 있음]
전해 커패시터에서 사각형 패턴이 (+)에 해당하고 원형 패턴이 (-)에 해당하니, 극성에 주의하도록 합니다.
- 세라믹 커패시터 [극성이 없음]
전해 커패시터와 세라믹 커패시터 모두 PCB의 풋프린트에 커패시터의 용량이 있으니, 용량을 확인하여 배치하도록 합니다.
커패시터는 라운드핀을 사용하지 않고, PCB보드와 이격거리를 최소화하도록 합니다.
3. 다이오드 배치방법
다이오드는 사각형 패턴이 애노드이며 원형 패턴이 캐소드입니다. 다이오드의 도통 방향에 주의하도록 합니다.
- UF4004 / UF4007 [노란색 실선]
라운드 핀을 사용하지 않고 바로 PCB와 연결합니다.
- MBRF10100 / 1N4148 [노란색 점선]
각 소자 모두 라운드 핀을 사용하여 PCB와 연결합니다. (두 소자 모두 라운드핀 1핀 2개 사용)
4. 변압기 배치방법
오른쪽 사진과 같이 노란색 영역에 변압기를 연결합니다.
이 때 핀 번호의 순서는 왼쪽 사진을 참고하면 됩니다.
변압기의 각 번호마다 연결된 부분은 다음과 같습니다.
- 변압기 1번 [입력 24[V]] : 1차측
- 변압기 3번 [UF4007 및 IRGB4056D] : 1차측
- 변압기 4번 [UF4004] : 1차측
- 변압기 5번 [GND] : 1차측
- 변압기 7번 [GND] : 2차측
- 변압기 11번 [MBRF10100 애노드] : 2차측
다음 변압기를 PCB에 연결하기 위한 커넥터 연결방법입니다.
위의 부품을 사용하여 변압기 권선과 PCB를 연결합니다.
노란색 원으로 된 표시한 부분을 일자 드라이버를 이용해 선을 넣고 조이고 풀 수 있습니다.
예시는 다음 사진과 같습니다.
왼쪽 사진은 드라이버를 이용하는 모습입니다.
오른쪽 사진은 드라이버를 이용하여 커넥터 단자를 올린 모습입니다.
검정색 원은 완전히 푼 상태를 나타내며, 빨간 원은 완전히 조인 상태를 나타냅니다.
1. 드라이버를 이용해 검정색 원으로 표시된 상태처럼 완전히 풉니다.
2. 검정색 원으로 표시된 상태에서 선을 넣고 드라이버를 이용해 빨간 원으로 표시된 상태처럼 완전히 조입니다.
3. 완전히 조인 상태에서 선을 당겨, 제대로 결속이 되었는지 확인합니다.
다음 변압기가 PCB에 연결되었을 때, 전류가 도통하는지 확인하는 방법입니다.
변압기가 도통이 된 경우, 사진에서 보는 바와 같이 멀티미터를 이용해 다음의 단자를 테스트하여 도통상태를 확인합니다.
1. 변압기 단자 1,3번
2. 변압기 단자 4,5번
3. 변압기 단자 7,11번
도통된 상태면 멀티미터에서 소리가 나고, 도통되지 않으면 멀티미터에서 소리가 나지 않습니다.
소리가 나지 않는 경우, 드라이버를 이용해 권선을 빼낸 후, 끌을 이용하여 다시 피복을 벗긴 후, 테스트합니다.
완성된 SMPS 테스트
위의 사진은 완성된 SMPS를 DC Power supply와 오실로스코프를 통해 검증하는 사진입니다.
위의 사진에서 오실로스코프에서 파형만 확대한 사진입니다. 출력 파형이 DC 12[V]인 것을 확인할 수 있습니다.
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