작일, SMPS 설계 실무교육에 참석하기 위해 루드비크 전원설계연구소에 방문을 하게 되었습니다.
SMPS 설계 실무 교육은 20~25W 급의 Flayback Converter 를 만들기 위한 교육으로, 아날로그 회로를 좀더 이해하기 위하여 참석을 하게 되었으며, 추가적으로 회로를 직접 그리고, 부품을 선정 하며, 트랜스포머 등의 사양을 직접 만들어보기도하면서, PCB 설계를 하는 방법과, SMPS 설계를 하게 되면서 테스트를 안전하게 하는 방법까지…
회로설계의 전반적인 부분에 긍정적인 측면이 있어 수업에 참가하게 되었습니다.
1주차 교육은 다음의 내용이 이루어졌습니다.
- 전원회로, 플라이백 설계의 동작원리를 알게 되었습니다.
- 커넥터부터 평활커패시터등 부품의 사용할 부품의 특징을 알게 되었습니다.
본인의 경우 착각을 했던 부분이 있었으며,
커넥터의 경우, Datasheet 등의 사양에 의해 설계를 하게 되지만, 전자적인 내용을 다루기 위해 스펙을 적용은 가능 하지만, 인증부분에 대해서는 해당 부분으로 인해 문제가 될 수 있다는 부분에 대해서는 착각했습니다. 물론 제조회사에서는 해당 부품의 최고 스펙을 보여주는게 의무일테지만, 사용적인 측면에서 이런 부분에 대해서 고민을 해야 한다니… 이런부분에 대해서 설계 짬밥이 많아야 설계를 잘 할 수 있다는 것을 느낄 수 있었습니다. (무조건 데이터 시트의 80% 정도의 사양으로만 적용 하려고 노력했던 제 자신이 부끄럽게 느껴졌습니다.) - 무료 PCB 설계 Tool 인 KiCad 으로 SMPS 를 설계 하게 됩니다.
본인의 경우 Altium 으로 설계를 합니다.(라이브러리 관리/응용 및 Altium 정보 제공등) - 공통회로의 KiCad 를 이용하여 설계 방법을 확인 하게 되었습니다.
회로에 사용된 Symbol 을 다운로드 하여, KiCad 에 적용방법 /Footprint 작성 / Netlist 작성 등. - 회로에 사용되는 공통자재를 지급 받았습니다.
교육기간 동안 카카오톡 그룹대화방을 통하여 실시간으로 궁금한 사항을 질의 할 수 있었으며, 집에 들어옴과 동시에 저희에게 과제를 주시게 되었습니다.
추가적으로 부하별로 나타나는 파형등을 직접 보여주시기도 했습니다.
Blue means the inductor’s current (Il) / yellow means the voltage input connected to the FET Source(Vds).
집에 도착 하게 되어 개인 메일을 통하여 루드비크님은 6가지의 회로를 제공해 주시고, 이 중 설계 하고 싶은 사양의 제품을 선정하고, 20~25W 의 설계 용량(전압 * 전류 / 포트 수) 등을 계산하는 공식을 제공해 주시어, 원하는 목표를 설정 할 수 있게 도움을 주셨습니다.
| 방식 | 예시 | |
| 1 | 단일 채널 출력 | 12V 1.5A |
| 2 | 단일 채널 출력 + 스위칭 레귤레이터 | 12V 1A / 5V 2A |
| 3 | 멀티 채널 / 비절연 레귤레이터 | 12V 1.5A / 24V .2A |
| 4 | 멀티 채널 / 절연형 레귤레이터 | 12V 1.5A / 15V .3A |
| 5 | 멀티채널 / 비절연 음레귤레이터 | 12V 1.5A / -12V .3A |
| 6 | 멀티채널 / 양전원 레귤레이터 | 12V 1A / ±15V .1A |
본인은 3 번회로의 12V 1.4A / 5V 1.6A, 총 24.8W 의 용량을 설계 하고자 합니다.
| 전압 | 전류 | 전력 |
| 12 | 1.4 | 16.8 |
| 5 | 1.6 | 8 |
| 24.8 |
본인은 좀 더 욕심을 내어, 1개의 PCB 에 모든 회로를 넣는 회로를 구성하게 만드려고 하려고 합니다.
이 작업을 하며 몇몇 Altium 기능 중 Sheet Symbol 기능을 사용 하고 있으며, 이 기능을 사용하기 위해 적용을 했지만, 몇몇 실무 적인 측면에서 어? 이건 어떻게 사용하지? 라는 궁금증을 낳고 이 6개의 모든 회로를 그리게 되었습니다.
이 부분은 Altium 한국지사에 물어보며 작업을 해 나아가야 할 거 같습니다.
Altium 의 접근이 쉬운 GUI 덕분(물론 라이브러리 관련 정리도 잘 되었기에)에 3시간 동안 6개의 회로를 모두 적용 할 수 있게 되었습니다.
이 수업은 본인 처럼 아날로그를 소자/회로를 배우기 위한 사람뿐만이 아니라, 학생, 현장일을 하시는 다양하신 위치에 계시는 분들이 오시게 되어 뵙게 되었고, 루드비크님께서 구직활동 시절, 학교 뿐만이 아니라, 집에서도 장비들을 갖고 테스트를 하고, 테스트 기록들을 메모한 기록들을 휴식시간 중에 공개를 해 주셔서 전자업무에 진심이신분임을 느끼게 되었습니다. 본인… 기록은… 블로그(비공개의 형태)로 하고.. 검토는 실제 출력물을 직접만져가면서 손에 익히는게 좋더군요. 여러분들도 자신만의 연구 기록을 남겨 보세요!
마지막으로, 수업중, Youtube 구독자 1만 1천명을 넘기신 루드비크님, 축하드립니다!
이 글을 기준으로 한달만에 1천명을 넘기다니.. 대단합니다! 수업간 내용들을 정리하고 공유 하며 구독자지원사격을 드리며 좋은컨텐츠를 만드실수 있게 도와드릴 수 있어서 기쁘네요.