저항 전압 분배기는 모든 전자공학 입문 과정에서 소개되는 기본 회로이다. 그러나 표준 부품으로부터 값을 선택하는 일은 그리 쉽지 않다. 저항 킷을 앞에 두고 계산기에 값을 입력해본 경험이 있다면, 이 글이 도움이 될 것이다.
문제는 일반적인 저항 킷에는 모든 값이 다 들어있지 않다는 것이다. 여기에서는 1% 저항값 테이블을 제공하는 작은 스프레드시트를 제시하고, 이러한 스프레드시트를 통해 2개의 사용 가능한 저항을 이용하여 필요한 비를 쉽게 찾을 수 있다는 것을 보여줄 것이다.
표준 1% 저항값은 대수적으로 십 단위의 1/96마다 동일한 간경으로 배열된다. 그림 1은 유효 숫자를 3자리로 자른 1% 저항값의 스프레드시트 테이블이다. 셀 B5의 공식은 10^((B$4+$A5)/96)이며, 이 공식은 B5에서부터 G20에까지 똑같이 쓰인다. 노란색으로 표시된 값은 킷에서 흔히 볼 수 있다. 이렇게 노란색으로 표시된 셀은 얼핏 보아도 일반적인 킷에는 값의 1/4보다 조금 더 많은 값이 포함되어 있음을 알 수 있게 해준다.
그림 1. 이 스프레드시트는 1% 저항값의 목록을 제공할 뿐 아니라, 일반적인 저항 킷으로부터 공통적으로 사용 가능한 값 (노란색으로 표시된 셀) 두 개를 이용하여 저항-분배기 비(resistor-divide ratio)를 쉽게 식별할 수 있도록 해준다.
그림 2는 저항 분배기의 일반적인 애플리케이션을 보여준다. Max8560 4MHz 스텝 다운 컨버터와 같은 전압 레귤레이터를 위한 외부 피드백을 볼 수 있다. R2(R1+R2)의 분배기 비(ratio)는 레귤레이터의 출력 전압을 설정한다. MAX8560은 FB에서 0.6V의 피드백 임계값을 갖는다. 이 예에서는 1.5V가 희망 출력이다.
그림 2. 저항-분배기 비, R2/(R1+R2)는 MAX8560 4MHz 스텝 다운 레귤레이터의 출력 전압을 설정한다. 그림 1의 스프레드시트는 공통적으로 사용할 수 있는 값으로부터 R1과 R2를 쉽게 선택할 수 있도록 한다.
R1과 R2에 대한 값을 계산하려면, 셀 B3에 레귤레이터의 희망 출력 전압(분배기 상단의 전압)을 입력하고 셀 C3에는 레귤레이터의 피드백 임계값(분배기 미드포인트의 전압)을 입력한다. 그러면 셀 D3의 스프레드시트 공식이 =96*LOG(B3/C3-1)가 되며, 이 예에서는 이 공식으로부터 +16.9 단계의 값이 나온다. 이 결과는 R1과 R2를 분리시키는 1% 저항값 단계의 수를 나타낸다. 따라서, R2=100kΩ (셀 B5)을 사용할 경우, 목록에서 +17단계를 내려가면 R1=150kΩ(셀 C6)이 나온다. 이것은 두 저항이 모두 노란색으로 표시되어 있으므로 (즉, 쉽게 구할 수 있는 값) 적합한 선택이다.
우리는 스프레드시트 테이블에서, R2=165kΩ은 쉽게 구할 수 있는 값이 아니므로 이 예에서 R1=110kΩ은 적합한 선택이 아니라는 것을 곧 알 수 있다. 마찬가지로 1.00:1.50, 1.21:1.82, 1.62:2.43, 1.82:2.74, 2.00:3.01, 2.21:3.32, 3.32:4.99, and 4.99:7.50.
D3 단계의 수가 네거티브일 때에는 R1이 R2보다 작으므로, 값 목록에서 반대 방향으로 이동한다. 어느 방향으로 움직여도 목록을 9.76에서 1.00로 랩 어라운드(wrap around)할 수 있기 때문에, 이는 저항의 다음 십 단위로 이동했다는 것을 나타낸다.
그림 1의 스프레드시트는 Resistor Values에서 Microsoft Excel 형식으로 다운로드할 수 있으며, 또한 Pocket Resistor Values에서 Pocket PC용 Pocket Excel 형식을 다운로드할 수 있다. 이 포켓 엑셀 형식은 Pocket PC 화면에서 볼 수 있도록 되어 있다. 레귤레이터 피드백 이외의 용도로 저항 분배기를 사용할 경우, 셀 B2와 C2의 이름을 각각 "Vtop"과 "Vmid"로 변경할 수 있다.
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