개요: 이 기사에서는 표준 1%의 저항값을 사용하여 저항 전압 분배기를 설계하기 위한 간단한 스프레드시트를 제공한다. 또한 스프레드시트를 사용하는 방법을 설명하고, 스프레드시트 파일을 다운로드하는 링크도 제공한다.
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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