기기의 "켜기" 버튼을 누르면 윙윙거리는 소리가 납니다. 하지만 그 순간 발생하는 엄청난 전류의 파동은 보이지도 들리지도 않습니다. 이 현상을 돌입 전류 라고 하며, 방치하면 전자 부품의 성능이 서서히 저하되거나 즉시 파손될 수 있습니다. 다행히 엔지니어들은 간단하고 우아한 해결책을 가지고 있습니다. 바로 PTC 서미스터입니다 .
돌입 전류란 무엇인가?
돌입 전류는 장치의 정상 작동 전류를 훨씬 초과하는 순간적인 전류 급증입니다. 돌입 전류는 주로 다음과 같은 용량성 또는 유도성 부하가 있는 회로에 전원이 처음 공급될 때 발생합니다.
전기 모터 (냉장고, 전동 공구, 에어컨)
스위치 모드 전원 공급 장치 (컴퓨터, 텔레비전, 휴대폰 충전기)
변압기
대용량 커패시터 뱅크 (충전 시 처음에는 단락 회로처럼 작동)
이 전류 스파이크는 정상 상태 작동 전류보다 10배에서 100배까지 높을 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 이러한 반복적인 응력은 커패시터를 손상시키고, 납땜 접합부를 열화시키고, 퓨즈를 끊어 조기 고장을 일으킬 수 있습니다.
가디언: 돌입 전류 제한기(ICL)로서의 PTC 서미스터
바로 이 부분에서 PTC(정온도계수) 서미스터가 돌입 전류 제한기에 완벽하게 활용됩니다. 온도가 증가함에 따라 저항이 증가하는 PTC 서미스터의 고유한 특성은 이러한 돌입 전류 서지를 제어하는 데 탁월하게 활용됩니다.
단계별 작동 방식은 다음과 같습니다.
저온 상태(고저항, 저온): 기기가 꺼져 있고 차가울 때 PTC 서미스터는 실온 상태이며 저항이 낮 습니다. 보호하려는 회로의 전원 입력 단자와 직렬로 설치합니다.
스위치 켜짐 시(서지 제한): 장치를 켜는 순간, 막대한 돌입 전류가 흐르려고 합니다. PTC는 차갑고 저항이 낮기 때문에 처음에는 이 전류가 흐르지만, PTC를 통과하는 전력(I²R 발열)으로 인해 발열이 시작됩니다.
"트립"(가열 및 보호): 1초도 채 되지 않는 순간, 돌입 전류가 PTC 서미스터에 급격한 가열을 일으킵니다. PTC 서미스터가 가열되면서 "퀴리점" 또는 스위칭 온도에 도달하여 저항이 급격히 증가합니다 .
정상 상태(새로운 표준): 이 고저항 상태는 완만한 언덕처럼 작용하여 전류를 정상 작동에 필요한 아주 작은 전류(유지 전류)로 효과적으로 제한합니다 . 이제 장치는 정상적으로 작동하며, PTC는 이 따뜻하고 고저항 상태를 유지하며 회로에서 무해한 부품 역할을 합니다.
리셋(냉각): 기기를 끄면 전류 흐름이 멈춥니다. PTC 서미스터는 수십 초에서 몇 분에 걸쳐 냉각됩니다. 냉각됨에 따라 저항은 원래 낮은 값으로 떨어지고, 기기를 다시 켤 때 다음 돌입 전류 발생으로부터 기기를 보호할 준비가 됩니다.
PTC 서미스터가 이 작업에 적합한 이유
단순하고 수동적입니다. 외부 제어 회로가 필요 없으며, 재료의 물리적 특성에 따라 자체적으로 조절됩니다.
높은 신뢰성: 움직이는 부품이 없는 솔리드 스테이트 구성 요소이므로 매우 안정적이며 작동 수명이 깁니다.
비용 효율성: 복잡한 문제에 대한 견고하고 저렴한 솔루션을 제공합니다.
자체 재설정: 끊어지면 교체해야 하는 퓨즈와 달리 PTC 서미스터는 식은 후 자동으로 재설정됩니다.
당신이 그들을 찾을 수있는 곳
PTC 돌입 전류 제한기는 최신 전자제품에서 흔히 볼 수 있습니다.
컴퓨터 및 서버의 AC/DC 전원 공급 장치
산업용 모터 제어 장치
오디오 앰프
HVAC 시스템
통신 장비
결론
다음에 컴퓨터를 켜거나 냉장고 문을 열 때, 그 뒤에서 조용히 일하는 작고 조용한 영웅을 떠올려 보세요. PTC 서미스터는 돌입 전류를 효과적으로 제한하는 장치로, 파괴적인 초기 에너지 서지를 흡수하기 위해 순간적으로 스스로를 희생합니다. 도체에서 저항으로 부드럽게 전환되는 PTC 서미스터는 우리가 매일 사용하는 전자 제품의 수명과 신뢰성에 필수적인 간단하고 우아한 자동 보호막을 제공합니다.
