시스템에서의 역전류 보호

[Brian_Lee]

특정 회로 구성에서는 출력 전압이 입력 전압보다 높게 상승하는 경우가 있습니다. 이는 역전류 조건을 발생시켜 회로에 손상을 줄 위험이 있습니다.

역전류로부터 (회로를)보호하는 일반적인 3가지 방법은 다이오드, MOSFET 및 부하 스위치 입니다.

다이오드

다이오드는 가장 간단하고 가장 저렴한 역전류 보호 방법입니다. 하지만 다이오드 양단의 순방향 전압 강하는 일반적인 다이오드의 경우 Vcc를 0.6V-0.8V 정도 제한하게 되며 시스템에서의 전력 소모도 증가시킵니다.

순방향 전압 강하를 최소화하기 위해 쇼트키 다이오드를 선택할 순 있지만 비용은 증가합니다. 게다가 쇼트키 다이오드는 역방향 누설 전류도 높습니다.

MOSFET

아래 그림과 같이 연결된 2개의 MOSFET를 사용하는 것은 MOSFET이 꺼져 있을 때 양방향으로 전류를 차단할 수 있는 좋은 방법입니다. MOSFET 양단의 전압 강하는 다이오드를 사용하는 방법보다는 낮습니다. 단점은 이 방법을 적용하려면 보드에 공간이 더 필요하다는 것입니다.

부하 스위치

MOSFET과 마찬가지로, 부하 스위치도 꺼져 있을 때 양방향으로 전류를 차단할 수 있습니다. 또한 보드의 공간 및 부품 수를 줄일 수도 있습니다.

예를 들어 TI사의 TPS22963C는 역전류 보호 회로에 사용되는 부하 스위치입니다. ON 핀을 통해 소자가 비활성화 되고 VOUT에 외부의 전압이 가해지면 매우 적은 양의 전류가 VOUT에서 VIN으로 흐르게 됩니다. 이로써 외부 (입력)전압을 공급하는 전원에 추가적인 전류 부하를 방지할 수 있습니다.

보다 많은 전류 보호 소자 관련 정보들은, 아래 테크포럼의 다른 글들을 확인해 보시길 바랍니다:

회로 보호 소자들의 차이점

가스 방출 튜브 - 이들은 전압으로 구동되는 부품입니다. 특정 전압에 도달하기 전까지 GDT(Gas Discharge Tube, 가스 방출 튜브)는 회로 내에서 Off 상태일 것입니다. 이때 GDT 내의 가스는 이온화 되어 있어서 고전압 준위가(발생하면) 접지되도록 할 것입니다. 고전압이 접지된 후 가스는 탈이온하고 다음 서지까지 GDT는 Off 상태로 되돌아 갈 것입니다. 다른 회로 보호 소자들에 비하면 GDT는 매우 큰 에너지 스파이크를 흡수할 수 있습니다. 2-전극 GDT - Line to Line 또는 Line to Ground 회로에 사용 3-전극 GDT - Line to Line 또는 Line to Ground 올인원 부품 퓨즈 - 퓨즈는 두 전기 단자 사이에 장착되는 금속 판 또는 선으로 된 퓨즈 소자로 구성됩니다. 전류가 금속 판을 통과하면 가열되고, 금속 판이 많이 가열되면 녹아서 끊어져 회로가 개방되게 됩니다. 이 경우 퓨즈는 파괴되어 회로가 다시 작동하기 …

회로 보호를 위해 PTC를 퓨즈처럼 사용하기

퓨즈는 저렴하고 사용하기 쉽고 그리고 설치하기도 용이하여 회로 보호에 일반적으로 사용되지만 한번 끊어지면 끝입니다. PTC를 대신 사용할 수 있는데 왜 끊어진 퓨즈를 교체하죠? [image] PTC는 Positive Temperature Coefficient Thermistor(정온도계수 서미스터)의 약어로, 이 소자는 회로에 유해한 서지 전류가 흐르면 가열됨에 따라 전류에 대한 저항이 증가하게 됩니다. 이러한 저항의 증가는 매우 높아서, 다시 냉각되어 저항이 감소하기 전까지 회로를 통해 흐르는 과잉 전류를 효과적으로 차단하게 됩니다. 이 '리셋’되는 기능으로 PTC 서미스터는 1회성 퓨즈와는 달리 회로를 여러 번 보호할 수 있게 됩니다. 노트북, 휴대용 장치나 PC 주변 장치와 같은 장치에서 PTC는 비정상적인 서지 전류에 대해 반복 가능한 보호를 제공하는 훌륭한 방법입니다. 반복적인 충격이 용인되지 않는 고가의 산업용 설비나 섬세한 보정 장비처럼 고장 상태를 초래한 것이 …

영문 원본: Reverse Current Protection in a System