리드 스위치가 왜 고장날까?

리드 스위치는 자기장의 접근을 탐지하는데 유용한 소형 장치입니다. 열림 상태에서는 전류를 소모하지 않으며 수백만 사이클은 아니더라도 최소한 수십만 사이클 동안은 동작할 수 있습니다. (자기장의)감지 여부를 나타내기 위해 리드 스위치의 접점이 닫히는 것만 확인하는 저전류 제품에 이상적이긴 하지만, 1암페어 이상을 감당할 수 있는 일부 리드 스위치들은 적정한 수준의 부하 전류를 직접 구동할 수 있습니다.

그러나 일부 고객들은 부하 전류가 리드 스위치의 최대 스위칭 전류를 초과하지 않는다면 어떠한 부하에도 연결할 수 있다고 생각합니다. 소형 모터릴레이와 같은 유도성 부하일 경우, 실제로는 그렇지가 않습니다. 그럼에도 리드 스위치는 일부 이런 부하들을 직접 구동할 수도 있지만, 회로가 개방될 때 유도성 부하의 자기장 붕괴에 의해 발생되는 전압 스파이크를 제한하기 위한 조치를 취해야만 합니다.

모터나 릴레이 코일과 같은 유도성 부하는 전류가 통과할 때 에너지를 저장합니다. 전류가 차단되면 (저장된)에너지는 어떻게든 소모되어야 합니다. 이런 조건에서 리드 스위치가 열리면 높은 전압 스파이크 가 코일 양단에 발생하여 리드 스위치 접점에서 아크 방전이 발생할 수 있습니다. 이는 스위치의 수명을 크게 단축시키고 극단적인 경우 접점이 서로 붙어버릴 수도 있습니다.

DC 제품의 경우, 부하에 다이오드를 병렬로 추가함으로써 아크를 최소화할 수 있습니다. 이 구성은 전류가 다이오드를 통해 재순환하여 코일로 되돌아감으로써 코일에서 에너지가 소모되도록 합니다.

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DC 모터에 전원을 공급하는 리드 스위치

이는 리드 스위치의 접점을 보호하는 매우 효과적인 방법이며 소형 모터와 같은 유도성 DC 부하에 적합합니다.

그러나 릴레이의 경우 이 접근법은 릴레이 접점의 수명을 상당히 단축시킬 수 있습니다. 이유는 다이오드가 코일 내 자속의 감쇠를 늦춰 릴레이 내의 상시 열림 접점 전기자를 강제로 열기 위해 필요한 에너지를 감소시키기 때문입니다. 릴레이와 리드 스위치 모두를 보호하기 위한 더 나은 해결책은 다음 회로와 같이 양방향 TVS(과도 전압 억제기)를 릴레이 코일에 병렬로 추가하는 것입니다:

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릴레이 코일에 전원을 공급하는 리드 스위치

릴레이의 공칭 코일 전압보다 높은 역 스탠드오프 전압을 가진 TVS를 선택하십시오

결론:

유도성 부하의 전원 공급에 리드 스위치를 사용한다면, 위에서 본 것처럼 에너지의 방향을 바꾸거나 소모하는 소자를 회로에 추가하여 유도성 킥백 전압 스파이크로부터 스위치를 보호해야만 합니다.




영문 원본: Why is My Reed Switch Failing?