피부를 보호하라
1. 서지보호기술
1.1. 서지 전류 제한
서지 보호기술은 전력 서지나 과도 전압으로부터 전자 장치를 보호하는 기술로, 서지 전류를 효과적으로 제한하는 역할을 합니다.
서지 전류를 제한함으로써 전자 장치의 손상을 방지하고 안전한 운영을 유지할 수 있습니다.
1.2. 구성 요소
서지 보호기술에는 다양한 구성 요소가 사용됩니다. 그 중에서 대표적으로는 금속 산화물 배리스터(MOV), 애벌런치 브레이크다운 다이오드(ABD), 가스 방전관(GDT) 등이 있습니다.
이러한 구성 요소들이 조합되어 서지보호기술이 구현되며, 각각의 역할과 기능에 따라 전체 시스템이 원활하게 작동할 수 있도록 합니다.
1.3. SPD의 작동원리
서지 보호 장치(SPD)는 과도 전압을 제한하고 서지 전류를 전환하여 서지 이벤트로부터 전기 시스템 및 장비를 보호하기 위한 장치로, 다양한 작동 원리를 가지고 있습니다.
SPD는 모든 수준의 전원 공급 장치 네트워크에서 사용되며, 서지 전류를 제한하고 안전한 수준으로 관리하여 시스템을 보호하는 역할을 수행합니다.
2. 서지보호기능
2.1. 전압 제한
서지보호기능은 주로 과도 전압을 제한하여 전자 장치의 안전한 운영을 보장합니다.
전압 제한을 통해 전원 회로에 발생하는 과전압을 제어함으로써 장비의 손상을 예방하고 시스템을 안정적으로 유지할 수 있습니다.
2.2. 과전압 방지
서지보호기능은 장치에 흐르는 과전압을 방지하여 전체 시스템이 안정적으로 운영되도록 합니다.
과전압 방지를 통해 전력 시스템이나 전자 장치에 발생할 수 있는 장애를 최소화하고 안전한 작동 환경을 조성합니다.
2.3. 전력 시스템 보호
서지보호기능은 전력 시스템을 보호하는 데 중요한 역할을 합니다.
전력 시스템에 발생하는 서지나 과전압으로부터 시스템을 보호함으로써 전체 전력 공급 네트워크를 안정하게 유지할 수 있습니다.
3. 서지보호 부품
3.1. 금속 산화물 배리스터(MOV)
MOV는 AC 전원 회로의 보호를 위해 가장 일반적으로 사용되는 서지 보호 부품 중 하나입니다.
MOV는 과전압 발생 시 서지 전류를 전환하고 전원 회로에 연결된 장비를 보호하는 역할을 합니다.
3.2. 애벌런치 브레이크다운 다이오드(ABD)
ABD는 애벌런치 다이오드로도 알려지며, 과도 전압을 제어하고 장비를 보호하는 데 사용되는 서지 보호 부품 중 하나입니다.
양극 및 음극으로 구성된 다이오드는 올바른 전류 흐름을 제어하고 시스템을 안전하게 유지합니다.
3.3. 가스 방전관(GDT)
가스 방전관은 다양한 금속 전극과 가스로 구성된 서지 보호 부품 중 하나입니다.
가스 방전관은 전압이 일정 값 이상이 되면 가스 방전을 통해 전원 회로의 과전압을 방지하고 장비를 보호합니다.
4. SPD의 동작 구성 요소
4.1. 금속 입자 전극
소결 산화아연에서 형성된 산화아연 입자 경계의 반도체 접합에서 비선형 동작이 시작됩니다. 소결 산화아연은 금속 산화물 배리스터의 기본 부품으로 작용하고, 이러한 입자는 일부 비선형 전도 메커니즘을 발생시켜 과전류 현상을 제한하고 보호합니다.
4.2. P-N 접합 다이오드
P-N 접합 다이오드는 단일 PN 접합으로 구성된 장치로, 양극(P)과 음극(N)으로 이루어져 있습니다. 이 다이오드는 순방향 바이어스, 오프 상태 및 역방향 바이어스 항복 영역에서 각각 다른 동작을 수행하여 전력 회로의 안전을 보장합니다.
4.3. 비선형 부품
병렬 어레이로 연결된 MOV(Metal Oxide Varistor)와 같은 비선형 부품은 과전압이 발생했을 때 고임피던스 상태에서 저임피던스 상태로 전환하여 서지 전류를 제한하고 전원 회로를 보호합니다.
5. SPD 작동 모드
5.1. 순방향 바이어스
순방향 바이어스 모드에서는 애벌랜치 다이오드가 순방향 바이어스 상태로 전류를 흐르게 합니다. 이때 다이오드는 낮은 임피던스를 가지고 있어 전압을 안정화시키고 보호하는 역할을 합니다.
5.2. 오프 상태
오프 상태 모드에서는 애벌랜치 다이오드가 저임피던스 상태로 전류가 거의 흐르지 않는 상태입니다. 이때 전류는 주로 온도 의존 누설 전류와 제너 터널링 전류로 인해 유지됩니다.
5.3. 역방향 바이어스
역방향 바이어스 항복 모드에서는 애벌랜치 다이오드가 역방향 바이어스로 전압이 가해지면 임피던스가 급격히 감소하여 전류를 전환하고 장비를 보호합니다.
6. SPD의 전기적 특성
6.1. 터미널 사이에서의 전압 변화
SPD는 과전류 발생 시 터미널 사이에서 전압이 증가하여 전류를 제한하고 안정화시키는 기능을 수행합니다.
6.2. 단면적과 서지 전류 정격 연관
MOV의 단면적이 클수록 서지 전류 정격이 높아지며, 이로써 장비의 보호 강도가 높아집니다.
6.3. 비선형 동작과 장비 보호
SPD의 비선형 동작으로 장비에 과전압이 가해질 경우 임피던스가 변화하여 전압을 안정화시키고 장비를 보호하는 역할을 합니다.