월요일, 10월 22, 2018
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SONY CDX-L300의 소리 좀 들어보기 (3), 새로운 전원공급기 그리고 전원 투입

글쓴이 : SOONDORI

■ LM-317 가변전원장치

일전에 PL-1250 모터 테스트를 위해 급조했던 TR 가변전원장치에 B+, GND로 추정되는 단자들을 연결하였다. 잠시 드르륵~ 소리가 나고 무반응이다. 뭔가 이상하다. 혹시나 공급전류가 모자라서 그럴 수도 있을까? 내친 김에 LM-317(1.5A Max.)을 쓰는 회로로 변경하였다.

그런데 이 표준회로에는 뭔가 빠져 있다. 현재 가변전압 범위는 약 33V DC 입력기준 7V~28V로서 계산식대로 출력이 나오지않으니 제3의 변수가 있을 듯.

테스트 삼아 부하측에 25오움을 연결하면 큰 발열 없는 조건에서 최소전압 1.25V가 나온다. 그때의 MAX.는 약 8V. 매뉴얼에는 언급되지않았으나 피드-백 입력을 겸하는 출력측 기본전류량(I_adj)과 관련된 모종의 설계변수가 있다는 심증이. 당장은 I_adj를 모르니 계산하기도 어렵다. 바빠서 일단은 패스.

(AC 24V탭을 사용 중. Adj 단자에는 20K오움 가변저항이 연결되어 있는 상태. 출력전압은 250오움 저항과 가변저항의 분압비에 의해 결정된다.)

회로대체 후 가변 여부, 출력전압의 안정도 등을 확인하고 하고 기기에 전원을 인가하였다. 아하! 갑자기 전압이 3V 미만으로 뚝! 떨어지고 아무 반응이 없다. 뭔가 심각한 문제가 생긴 모양이다.

■ Connector Pins Layout

확인해보니 #8이 B+, #16이 GND라고 생각했던 것이 완전한 착각이었다. 정반대가 맞는데… 인터넷 자료와 상용 대체케이블의 색상 등을 종합하여 미리 정리해두었던 것을 잘못 적용했던 것.

일단, 정반대 극성이 문제였는데… #8~#16 단자저항을 측정을 해보니 5오움 정도로서 대기상태에서 12V/5오움 = 2.4A(IC 전원장치의  1.5A를 초과하는 전류량 → 자동 Cut Off)가 흐른다는 결론. 통상의 조건에서 절대 그럴 수 없다.

아무래도 기기가 고장났거나 아니면 핀 추정이 완전히 잘못되었거나.

꽤 난감한 상황인데… 핀 추정은 다시 확인하면 되겠지만 고장 가능성에 대해 그나마 기댈 수 있는 것이라고는 “소니 엔지니어들이 장착 작업 중 종종 실수가 일어날 수 있음을 고려하여 뭔가 최소한의 대비책을 마련해놓았을 것이다”라는 상상뿐이다. 나라면 Robust를 고려할 것인데 정말 그들이 그렇게 설계를 했을 것인지?

■ 내용보정 : Minimum Current

ST가 제공하는 데이터-시트 기본공식에 대하여, 가변저항 20K오움을 최소값 즉, 0오음으로 했을 때 V_out = 1.25*(1+0/240)+I_adj*0 = 1.25V이다. 그럼에도 현실에서는 7V가 관측되는데… V_ref가 수식과 다르다는 뜻이다. 무엇이 V_ref를 1.25가 아닌 7V로 만드는 것일까?

갸우뚱… 아하! 기판 밑면의 배선오류를 발견했다.

본래 1K오움 4개를 병렬로 연결해서 250오움을 만들고자 했는데 실수로 직렬연결했다. 4K오움이 된 것. 그러므로 1.25V × 4 = 5V에 현실의 편차(I_adj 가/감)가 더해진 값 7V가 나왔던 것이다. 재배선하면 반드시 1.xxV로 떨어질 것이다. 20K오움도 본래 설계에 맞게 5K오움으로 수정하면 된다. 7V ÷ 4000 = 0.00175 = 1.75mA. 이제야 앞뒤가 맞는다.

■ 내용보정 : 회로도와 콘넥

회로도를 다시 살펴보니 확실한 단서들이 제시되어 있다. 2편 글의 내부사진을 보면 #8이 새시에 연결된 것(우상단)을 볼 수 있으므로 GND가 맞고 그에 따라 #1~#16 핀들의 방향, 배치순서 그리고 두 개 스피커용 #1과 #9, #4와 #12핀의 할당도… 맞다.

전원라인 내부단락은 자동차 노이즈 대책용 D901 IN5404 Fast Recovery 다이오드가 역전압에 파손된 것이 원인인 듯. 임시로 제거 또는 교환하고 그 다음 상황을 관찰하기로 한다.

■ 가변전원장치 회로수정 후 동작

데이터시트의 설계도 그대로 작동 중. 최소전압 1.3V, 최대전압 23.5V(R1, R2 적용오차 때문이다)로서 27오움 부하저항을 연결할 때(12V 약 440mA 이상)도 이상한 전압변동은 없다. 즉, Constant Voltage Control이 문서 그대로 시현되고 있는 것.

IC 가변전원장치의 작동은 꽤 만족스럽고 내부 보호회로, 온도보상회로까지 포함되어 있으니 충분히 실용적이다. 

■ SONY RUN!

#7번 ACC 핀과 #16번 B+핀에 12V를 인가하고 #8은 Chassis GND인 조건에서… 휴~기기 잘 돌아간다. 역시 소니 엔지니어들이 극성오류에 대한 대비를 해 놓았던 것이다. 그런데 생각보다 많은 전류를 소모하고 있다. 25오움 종단 전압 12V기준 저항의 양단전압은 4V. 그러므로 대기상태 전류량은 4V ÷ 25 = 0.16A(160mA). 모터와 기어가 돌아가는 CD 투입 중 피크전류는 8V ÷ 25 = 320mA 정도.

자동차 배터리와 발전기가 공급할 수 있는 전류량이 상당히 크기 때문에 기기 소모전류에 대해서는 특별한 고려없이 설계한 것으로 보인다. 참고로 승용차 배터리 전류량은 40~80Ah, 크랭킹 전류가 큰 트럭이나 버스는 200Ah까지. 동작 전압이 낮은 편이니까 목적하는 전력을 확보하기 위해 전류를 펑펑 꺼내다 쓰는 게 맞다. 그래서 일반 오디오에서는 보기 힘든 10A 보호용 휴즈가 달려 있는 것.

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