[진행상황] 성능실험 결과 - 1

2012.10.05 / 12:17
[ 관리자 ]
이번 공제 정전압 장치에 대한 1차 성능실험 결과를 알려드립니다.

1. 테스트 조건
  • 트랜스 사양 : 80 VA
    • 1차측 : AC 220V / 60Hz
    • 2차측 : AC 13V / 60Hz  단파 2개 (개별 3.5A = 40W)
    • 정류 및 평활후 전압 : DC 16.5V
  • 부하 테스트 : DC Electronic Load 
                           2_elto-s600.jpeg
    • 온도측정 : 비접촉식 적외선 온도계
                8260-00_3.jpeg
      2. 부하로드 및 온도측정
      • 정전압 싱글 모듈에 별도의 방열판을 장착 (방열판 크기: 150 x 17)
                   TEST-4.JPG  TEST-1.jpg
      • 정전압 모듈의 최종 전압 출력을 5V,  10V으로 각각 설정 후, 부하를 증가시키면서 최종 출력 전압 변동이 안정적인 최대 부하(전류)를 측정
      • 이때의 발생되는 온도를 측정 (TR 및 방열판)
      • 단, 부하는 실시간 변동 부하가 아닌 정부하(constant load) 상황이라 실제 적용환경과 다를 수 있음
      3. 테스트 결과

      순서

      전압

      전류

      TR온도

      방열판온도

      1

      5V

      2.4A

      100℃

      60℃

      2

      10V

      2.2A

      60℃

      45℃

      • 5V, 10V 출력시 안정된 전압이 유지되는 최대 부하는 각각 2.4A, 2.2A 까지이며, 그 이상의 부하(전류소비)에서는 최종 출력 전압 변동 발생
      • 이때, 방열판 발생온도는 각각 60도, 45도 수준이며, 5V/2.4A의 경우 60도로써 다소 과다한 열 발생
                   TEST-2.jpg   TEST-3.jpg

      4. 고찰
      • 정전압 모듈의 최대 안정동작 부하는 2.5A까지이며, 권장 부하는 2.2A 이하 수준이 되어야 함 (참고로, 최초 공지된 3.5A는 트랜스 사양이며 안정전압보장 규격은 아니었음)
      • 정류후 전압과 정전압 회로를 거친 후 전압 낙차 폭은 10~12V가 되어야 안정적인 전압 출력을 보임 (이에 따라 트랜스 용량 및 2차 출력 전압규격 조정 필요)
      • 발열 수준은 45도 이하로 낮출 수 있는 방열대책이 필요 함 (방열판 + 실리콘그리스 사용 등)
      5. 결론
        • 현재 사용된 트랜스 전류용량과 발열 환경 (방열판)을 고려했을때, 안정적인 동작은 2.5A까지를 권고하며 그 이상의 용량은 이번 공제 의도를 벗어나는 것으로 판단됨 (참고로 2.5A 면 대부분의 2베이 NAS 구동이 가능할 것으로 판단됨)
        • 따라서, 이러한 상황을 전제로 트랜스 규격 및 모듈의 전류 제한 회로 구성을 위한 최종 규격을 결정할 예정임

        이상입니다.

        추가로 다음주에는 성능실험결과 두번째로, 샘플로 나올 트랜스를 이용하여 출력 전압의 리플 특성을 측정해보기로 하겠습니다.




          [ 최성준 ] 2012.10.05 21:46:42
          수고가 많으십니다~ 5v 는 공유기에 사용하려 하는데요..아답터 출력이 5V 2A 인데요..저정도 온도까지는 올라가지는 않겠죠?  온도가 높으면 tr의 수명이 단축된다는 이야기를 들은거 같아서요.. 그리고 5.05 볼트면 오차율이 1%정도 인가요? 최대부하여서 오차율이 커진 건가요?  기대가 되니 궁금한것도 많아 지는듯합니다.^^ 바쁘신데 여러가지 문의드려 송구합니다.^^
          [ 관리자 ] 2012.10.05 23:11:51
          현재 실험 기준으로는 5V 2A 정도면 TR이 100도 까지 올라가지는 않겠지만 열 발생은 상당할 것으로 생각됩니다. 하지만 공유기가 2A를 소비하지는 않을 것으로 예상합니다. 아답타 출력이 2A라고 해서 실 소비전력이 그렇다는 의미는 절대 아닙니다. 공유기 정도면 1A도 안되거나 최대 1.5 이하일 것으로 생각됩니다. 그리고 사진에 보이는 것이 정확한 사례는 아니지만 말씀하신대 부하가 일정수준을 넘어가면 전압이 살짝 흔들리는 현상이 발생하게 됩니다^^
          [ 김규겸 ] 2012.10.06 10:27:11
          안녕하세요...본 1차 실험은 전압별 부하에 따른 안정적인 전류출력범위와 그에 따른 발열량을 파악 하는데 목적을 두고 있습니다.
          따라서 Electric Load에 표시되는 5.05V 전압 숫자는 큰의미를 가지는것은 아닙니다... 제가 임으로 5.05V로 맞추고 실험하였을 뿐이죠^^
          다음주에는 샘플로 제작하는 트랜스를 받아볼 수 있을듯 싶어,,,제대로된 성능시험은 2차시험에서 이루어질 것입니다.
          즉 1차 실험은 본 공구를 위한 샘플기의 정상동작 및 기본성능 확인과 샤시설계를 위한 검토가 주된 실험이라 보시면 됩니다.
          2차 실험에서는 부하변동에 따른 출력전압 변동률과 리플 노이즈 특성을 함께 살펴 볼 예정입니다...^^
          실험은 어디까지나 기본적인 성능을 확인하고자 것일뿐,,,너무 숫치에 연연해 하실필요는 없어 보입니다...^^
          즐거운 주말 되세요...
          [ 박준수 ] 2012.10.06 00:03:18
          현재 사용중인 nas중 한대의 전원 아답터 규격이 12V-6A 입니다 (NAS는 시놀로지 211+ 입니다)
          다른 두대의 NAS는 12V+5V 전원인데 시놀로지 NAS는 12V를 입력받아 내부에서 5V를 만들어 내는 구조인듯 합니다.
          이경우 공제하는 리니어전원장치를 사용이 불가능할까요?
          사용중인 모델의 전원 규격을 보니 Power Consumption : 24W (Access); 13W (HDD Hibernation)라고 되어 있네요...
          [ 관리자 ] 2012.10.06 05:26:16
          12V 기준으로 24W이면 2A를 소비함으로 사용가능할 것 같습니다^^
          [ 김영규 ] 2012.10.06 08:21:04
          출력전압의 오차는 입력전압과 출력전압의 차가 얼마나 나느냐에 따라 달라집니다...특히 최대부하에서는 더욱 그런데 차가 크면 열 손실이 커져서 에너지 효율은 많이 떨어지겠지요...하지만 열이 많이 나서 티알 수명이 단축되는 일은 없습니다...그건 30~40년 전 이야기구요...요즘 나오는 티알들은 그런 일은 없습니다...오히려 주변소자...예컨데 콘덴서등의 과도한 열의 축적으로 인해 수명이 단축되는 경우가 더 많습니다...물론 서멀 리니어리티가 대단히 중요한 문제인 건 사실이고 가능하면 열적으로 안정되어야한다는 점에서는 이의가 없습니다만(나는 신화다...라고 하는 분은 티알 온도만 80도 이상에서도 해피하게 사용한다고 하는 신공을 발휘하기도 합니다만...^^)...또 한가지 최대 전류는 회로나 티알에서 결정되기 이전에 가장 먼저 트랜스에 의해 결정됩니다...흔히들 3A로 감은 트랜스이니 3A가 나오리라 생각하시는 분들이 많은데 유감스럽게도 그렇게는 안됩니다...트랜스를 만드는 메이커와 재질에 따라 다르기는 하지만 현재 국내에서 제작된 트랜스의 효율은 0.55~0.6 정도일겁니다...따라서 3을 0.55로 나눈 값이 최대 전류 용량이라고 보시면 맞을겁니다...과거에는 0.45 정도였습니다...따라서 2.5A를 뽑을려면 트랜스의 전류 용량이 5A 정도는 되어야 안심하고 사용 가능합니다...머 이론에 밝으신 분들은 말도 안되는 이야기라고 하실 분도 있겠지만 제 경험이 그렇다는거니 시비 걸지 마세요...특히 분별심이 남달리 강하신 분(?)은 자신의 생각대로 하시면 되겠습니다...^^
          [ 최성준 ] 2012.10.06 09:34:57
          아 자세한 설명 고맙습니다.^^ 그런데 트랜스의 효율이 0.55~0.6 인것은 국내에서 제작된 트랜스만 그런가요? 아니면 미국이나 영국에서 제작한 유명한 트랜스도 효율은 비슷한가요?
          [ 김영규 ] 2012.10.06 10:47:35
          글쎄요...제가 사용해본 외제 트랜스래야 트로이드나 암베코, 아벨 정도라서 그런 정도로 국내생산품과 외국수입품을 비교한다는 건 데이터의 절대적인 양의 부족으로 인해 자칫 오해가 생길 수 있겠습니다...다만 최근의 국산 트로이드의 경우는 코어의 재질이 많이 좋아져서 예전에 비해 효율이 많이 좋아졌다는 건 분명합니다...해외 유명 트랜스 메이커에서도 포철에서 생산한 코어를 사용하다고 들었습니다...문제는 권선 기술 즉 제작 노하우에 따라서도 효율 차이가 생길 수 있다는건데요...제가 자주 이용하는 업체의 경우는 상당히 만족스러워서 트랜스에 대한 불만이 별로 없습니다...효율 문제에서도 만족스럽다는 건 그 만큼 잘 만든다는거고 효율이 잘나온다는거겠지요...그곳은 1차와 2차를 철저하게 차폐하고 100W 급은 케이스에 에폭시로 봉입하는 구조라 진동도 거의 없고 장시간 구동해도 트랜스에서 열이 느껴지는 일은 거의 없었습니다...물론 아쉬는 점이 없지는 않습니다...단말 처리에서 선재의 선택이 자유롭지 못하다는 것과 용량이 큰 트랜스는 케이스에 에폭시 봉입이 안된다는 점등이데요...그 업체에서 제작한 트랜스는 제 개인적인 느낌으로는 트로이드사 트랜스와 비교해도 결코 뒤지지않은다는생각이네요...모 업체는 정말 터무니 없는 가격을 부르는데 실제로 감은 상태를 보면 그다지 신뢰가 안가더군요...하지만 전체적으로는 아직도 외산이 좀더 좋은 결과를 보이는 것 같습니다...F모사 앰프에 사용됐다는 트랜스도 별반 차이가 없을 것 같습니다...트랜스에 머 특별한 특허가 있는 것도 아닌데 마치 세계적인 특허를 사용한 트랜스인냥 선전하는 분들 보면 좀 우습기도하고 씁쓸하기도 합니다...
          [ 김규겸 ] 2012.10.06 10:47:21
          실험  뒷 이야기를 살짝 공개하자면,,,테스트에 사용된 트랜스제품에서 5V 3A까지도 출력이 가능함을 확인하였습니다...
          제가 본정전압회로에 전류제한 보호회로를 추가해 놓았는데,,,대략 2.5A 근처에서 전류 검출 저항값을 맞추어서 부하테스트 하였는데,,,
          3A 로드시 차단이 잘 되더만요...ㅎㅎㅎ 보호회로가 아주 잘 동작함을 확인하였지요...
          이승윤님과 상의 끝에 본 공구용 제품은 트랜스용량과 방열판 사이즈 및 그에 따른 안정적인 동작을 보장하는 사용범위를
          최대 2.5A 전류 사양으로 제한하기로 결정하였습니다. 이 점 참고하시구요...
          그 이상의 전류출력이 필요한데,,,본 공구에 참여하신분이 혹시라도 계시다면,,,그것은 개인별 사용목적에 따라서,,,
          변형을 가해서(트랜스와 방열판 사이즈를 키워서) 전류출력을 키워 사용하는것은 전적으로 각자의 몫입니다...^^
          이 점 참고하시길 바라구요...사용하시는 제품에 표기되는 숫치들은 제품의 최대 공급가능한 스펙을 의미하는 것이지
          제품이 실제로 정상 상태에서 최대 전류를 소비한다는 뜻은 아닙니다...^^
          2.5A 출력이면,,,대부분의 제품은 사용범위에 포함됩니다... 
          그 이상의 공구사양으로 욕심을 부리는 것은 모두 비용 상승으로 포함됩니다...^^
          [ 김영규 ] 2012.10.06 11:03:07
          저도 개인적인 생각을 몇자 적어보면 저는 요즘 트로이달 트랜스를 가능하면 사용하지않으려고 합니다...대신 질 좋은 코어를 사용한 EI를 선호하는데 효율은 아무래도 트로이달에 비해 떨어지겠지만 특성은 비교가 안되게 좋습니다...미제 중 죄고라는 모 사의 EI 트랜스의 무부하시 전압드롭을 측정해보면 상당히 큰데 제가 의뢰해서 감은 트랜스는 겨우 25mV 내외입니다...저는 거기에 쵸크트랜스를 사용하는데 이렇게하면 평활단을 거친 후의 나전원도 특성이 무지 좋습니다...하지만 그 보다 더 좋은 건 귀에 들리는 음향적인 특성인데 그건 말로 표현이 안됩니다...전기적인 특성도 중요하지만 결국의 음향적인 특성이 더 중요한데 어떤 분(?) 처럼 자신이 설계하지도 않은 정전압 전원을 마치 자신이 모든 걸 설계한 것 처럼 그것의 전압변동 정도를 정전압 특성의 전부인냥 과도하게 강조하는 건 좀 우스운 일이구요...더구나 선별품 OP니 머니해서 과도하게 옥죄인(스펙 만능) 정전압이 콘덴서 몇개로 음이 일취월장 좋아진다는 주장은 더 더욱 이해가 안갑니다...전원의 질에 따라 음이 바뀐다는 점에서는 전적으로 동의하지만 자신의 방법이 최고이고 유일하다고 하는 건 오만이지요...모든게 적당한게 좋다고 생각합니다...과하면 그 만큼 나빠지는 것도 있습니다...
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