로이엔텍 - DC Power Supply의 기능 - Part 1 / 로데슈바르즈

이번 포스팅에서는 R&S에서 제공하는 파워 서플라이의 기능에 대한 설명을 드리겠습니다. 해당 기능들은 R&S 제품에만 국한된 사항은 아니니 각 기능에 대한 정의를 확인하시는 데 도움이 되실 거라 생각이 됩니다. 또한, 보유하고 있는 파워 서플라이를 더 잘 활용하는데 이번 포스팅이 도움이 되실 거라 생각이 됩니다.

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“파워 서플라이의 기초” 포스팅을 통해 각 파워 서플라이 구매를 고려하고 계신 분들을 위해 파워 서플라이의 주요 스펙에 대한 설명을 드렸습니다. “파워 서플라이의 기초”에 대한 포스팅을 다시 확인하고 싶으시다면 아래 링크를 참고 부탁드립니다.

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로이엔텍 - DC Power Supply 의 기초 - Part1 / 로데슈바르즈

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​일반적으로 파워 서플라이는 고정 전압을 제공하기 위해 정전압 모드로 동작하지만, 사용자가 설정한 패턴이나 시퀀스에 따라 동적으로 변화하는 출력 전압을 갖기를 원하는 경우가 있습니다. 이때, 파워 서플라이는 출력 전압을 동적으로 변화시키기 위한 두 가지의 기능을 제공합니다. 바로 Ramp와 Arbitrary 기능을 지원합니다. 이 두 가지 기능에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.

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Ramp

이름에서도 알 수 있듯이 램프는 출력 전압에 연속적인 상승 또는 램프를 만드는 데 사용됩니다. 출력 전압은 0에서 시작하여 설정된 전압까지 상승하고 그 후 전압은 일정하게 유지됩니다. 여기서 중요한 사항은 Ramp Time입니다. 각각의 장비들에 따라서 얼마나 빠르게 상승할 수 있는지를 Ramping Time을 통해서 알 수 있습니다. R&S에서 제공하는 파워 서플라이는 최소 10ms의 ramping time을 지원하며 10ms 안의 설정된 전압에 도달하도록 설정 가능합니다. 이러한 테스트는 돌입 전류에 의한 손상으로부터 회로를 보호하는 데 사용될 수 있습니다.

그림 1. ramp time

 

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Arbitrary

전압을 0에서 설정된 전압까지 상승시키는 램프와 달리, Arbitrary는 사용자가 원하는 전압, 전류, 지속시간을 Sample마다 개별 적용하여 원하는 시퀀스를 다양하게 생성이 가능한 기능입니다. 이를 통해 ON-OFF에 대한 펄스와 같은 시퀀스도 생성이 가능하여 Arbitrary 기능을 사용하여 DUT에 스트레스 테스트와 같은 시나리오를 에뮬레이션 할 수 있습니다. 전압과 전류의 설정은 파워 서플라이가 가지는 사양에 맞게 동작을 하며, 여기서 중요한 사항은 얼마나 빠르게 전압 강하에 대한 시퀀스를 생성할 수 있는지에 대한 지속시간이 될 수 있습니다. R&S에서 제공하는 파워 서플라이의 최소 지속시간은 100us를 지원하여 빠르게 변화하는 전압 & 전류를 제작 가능합니다.

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그림 2. Arbitrary & Arbitrary Editor

 

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보호 기능

다음은 파워 서플라이와 DUT를 보호하기 위한 보호 기능입니다. 과전압 또는 과전류로 인해 DUT가 손상될 위험이 있는 경우, DUT 보호 기능이 있는 파워 서플라이를 권장합니다. 이러한 보호 기능이 설정된 경우, 파워 서플라이는 DUT에 관계없이 지정된 전압 및 전류를 초과하지 않으며 지정된 전압 및 전류에 도달하면 출력은 자동으로 꺼지게 됩니다.

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• OVP (과전압 보호): 특정 채널의 출력 전압이 지정된 최대값을 초과하면 채널이 꺼지는 기능
• OCP (과전류 보호): 민감한 DUT를 보호하기 위해 파워 서플라이에는 각 채널에 대해 개별적으로 설정할 수 있는 전자 퓨즈가 장착되어 있고 특정 채널의 전류가 설정된 최대값을 초과하면 채널이 자동으로 꺼지는 기능
• OPP (과전력 보호): 최대 전압 대신 최대 전력을 설정하여 채널이 꺼지는 기능
• OTP (과열 방지): 파워 서플라이의 내부 온도가 적정 온도를 넘어서는 경우 채널이 꺼지는 기능

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Fuse Delay

파워 서플라이에는 각 채널에 대해 개별적으로 Delay를 적용할 수 있는 Fuse Delay 기능이 포함되어 있습니다. 즉, 주어진 이벤트에 응답하여 퓨즈가 트립 되는 시간을 제어함으로써 사용자는 파워 서플라이의 동작을 제어합니다. 이는 작동 중 짧은 전류 스파이크로 인해 채널이 조기 차단되는 사항을 방지할 수 있습니다.

그림 3. Fuse delay

 

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Remote Sense

다음은 Remote sense에 대해 알아보겠습니다. 사용자가 전압을 설정할 때, 종종 DUT에서 원하는 전압을 파워 서플라이에 설정합니다. 예를 들어 5V를 원한다면, 사용자는 DUT를 파워 서플라이 케이블에 연결하고 5V가 출력되도록 파워 서플라이의 전압을 설정할 것입니다. 하지만 이러한 케이블에는 0이 아닌 저항이 있으므로 실제 DUT에 인가되는 전압을 감소시킬 것입니다. 이 저항은 케이블의 길이가 길어지거나 얇아짐에 따라 증가하게 됩니다. 대부분의 경우 이러한 케이블 저항은 무시할 수 있지만 더 높은 전류 또는 더 작은 부하 저항으로 작업을 할 때, 이러한 전압 감소는 크게 될 수 있습니다.

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이러한 문제에 대한 가장 일반적인 해결책은 DUT 단에서 출력 전압을 측정할 수 있도록 하는 것입니다. 이 방법을 우리는 “Remote sense” 또는 “원격 감지”라고도 합니다. 원격 감지에서는 공급되는 케이블 외에 한 쌍의 sense 라인 (+S, -S)을 사용하여 DUT에 실제로 존재하는 전압을 측정합니다. 측정된 값은 설정된 전압이 DUT 입력에 도달하도록 파워 서플라이의 출력 전압을 조절하는 데 사용됩니다. 이로 인하여 DUT에 연결된 공급 케이블의 저항을 보상하고 실제 DUT에 필요로 하는 전압을 인가할 수 있습니다.

그림 4. Remote Sense 연결

 

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지금까지 파워 서플라이가 가진 기능에 대해서 알아보았습니다. 해당 기능들은 크게 편의성, 보호 기능, 정확성을 위해 사용되는 대표적인 기능들이 될 수 있습니다. 해당 기능들의 정의 및 파라미터를 통해 현재 사용하시는 파워 서플라이의 많은 도움이 되셨으면 좋겠습니다. 다음 Part 2에서는 좀 더 Advanced된 기능들에 대한 설명을 드리도록 하겠습니다.

 

로이엔텍 - DC Power Supply의 기능 - Part 2 / 로데슈바르즈

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작성자 : 로데슈바르즈코리아 기술지원팀

이메일 : sales.korea@rohde-schwarz.com​

 

출처 - https://blog.naver.com/rohdeschwarzkorea/223313179437

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