2015년 10월 18일 일요일

LM1876 앰프에 파일럿 LED 램프를 달기 위한 저항값을 계산하다가...

미궁에 빠지고 말았다.

인터넷을 검색해 보면 LED를 점등하기 위해 직렬로 달아야 하는 저항을 계산하는 사이트를 흔히 만나게 된다. 12 V의 직류전원으로 LED를 점등한다고 가정해 보자. LED에 약 2 V가 걸리면 저항의 양단에서 10 V의 전압 강하가 있어야 한다. 구동 전류를 15 mA라 가정하면 저항값은 옴의 법칙에 의해 10 V/0.015 A = 666.7 ohm이다.

LM1876 앰프에서 파일럿 LED를 달기 위한 직류 전압을 어디에서 구할까? 기판의 동박 패턴을 살펴보았다. 평활용 콘덴서와 연결된 곳에 3P 단자를 납땜할 수 있는 구멍이 나 있었다. 아마도 직류를 필요로 하는 다른 보드에 연결하라는 배려인 듯. 테스터로 찍으니 +23 V/0 V/-23 V가 나왔다. 한림 3P 커넥터를 연결하고 필요한 저항값을 계산해 보기로 했다. 센터를 제외하고 양 끝단자를 사용한다면 46 V라는 꽤 높은 전압에 LED와 저항을 달아야 한다.

부품통에 있는 3파이 적색 고휘도 LED의 구동 조건은 전압 2 V(최대 2.6 V), 전류 20 mA이다. LED 저항 계산기에 수치를 넣으면 2.2 Kohm이 나온다. 저항 양단의 전압 강하는 44 V, 흐르는 전류는 20 mA이니 이를 곱하면 0.88 W이다. 최소한 1 W급의 저항이 필요하다. 하지만 부품통에 있는 저항은 1/4 W뿐이다. 이 계산 결과가 정말 적당한 것인지 궁금하여 네이버 DIY 오디오 앰프 제작 카페의 앰프 제작 사례를 찾아보았다.


  • 게인클론: +/- 32 V에 대하여 15 Kohm
  • 100W/8옴급 파워앰프: +/- 50 V에 대하여 10 Kohm
  • 50W all TR 파워앰프: +/- 15 V에 대하여 3.9 Kohm 2개
내 계산에 의하면 46 V에 대해 700옴이 채 되지 않는 값이 나왔는데, 실 사용되는 앰프 회로도를 보니 저항값이 무척 높다. 이래서 LED를 구동할 충분한 전류가 나올지 자신이 없다. 의심이 가면 실험을 해 보자. 계산값은 667 ohm이었지만 18 Kohm을 직렬로 연결하면 어떻게 될까? 놀랍게도 충분한 밝기가 나왔다. 테스터로 LED 양단을 찍으니 정확히 1.7 V가 나왔다. 그러면 전류는 도대체 얼마가 흐르는 것인가? (46 - 1.7)/18000 = 2.5 (mA)이다.  이렇게 적은 전류로도 LED가 점등된단 말인가? 그렇다면 1/4 W급 저항으로도 충분하다는 뜻이 된다(44.3 V x 2.5 mA = 0.11 W). 그래도 발열이 걱정되어 48 Kohm을 3개 병렬로 연결하여 15.7 Kohm을 만들었다. 아래 사진은 그 결과이다.


파일럿 램프로는 매우 적당한 밝기이다. 전면 패널에 구멍을 뚫고 LED용 브라켓을 달았다. 선재는 과거 486 PC의 ISA slot에 꽂아 사용하던 콘트롤러 보드에 딸려있던 것이다.


조립을 완료하였다. 이제 제대로된 앰프의 모양새를 갖추었다. 볼륨 폿을 고급품으로 교체하기 전까지는 이제 당분간 뚜껑을 열 일이 없을 것이다.


이외에도 외국 사이트로부터 LED 구동용 전원을 공급하기 위한 다른 아이디어도 찾을 수 있었다. 토로이달 트랜스 주위에 에나멜선을 25-28회 정도 감아서 교류 1.5-2 V 정도가 나오게 맞춘 뒤 직접 LED를 연결하라는 것. 교류라 해도 관계는 없다. 처음에는 이 방법이 매우 참신해 보여서 트랜스에 동선을 감으려했다가 에나멜선보다 저항 3개의 가격이 더 싸다는 생각이 들어서 현재의 방법을 택한 것이다. 


12일에 걸친 LM1876 앰프 제작 과정이 이제 끝났다.

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