더미 부하는 무엇이며 어떻게 사용하나요?

더미 부하는 증폭기 또는 RF 시스템을 시험하기 위해 장치에 부하를 거는데 사용하는 도구입니다. 일부 장치는 테스트할 때 부하를 사용하지 않으면 손상될 수 있습니다. RF 장치는 항상 더미 부하를 연결하고 시험해야 합니다.

오디오에서, 더미 로드는 강렬한 사운드를 출력하지 않고도 증폭기의 처리 능력을 테스트하거나 증폭기 내의 문제를 진단하는 데 사용됩니다.

RF에서는, 전파를 (외부로)출력하지 않고 시스템에 안테나 로드가 연결된 것처럼 시뮬레이션 하는 데 더미 로드가 사용됩니다. 그리고 RF 소자들을 동작 전 튜닝할 때에도 사용됩니다. 더미 로드는 증폭기에 연결된 완벽하게 튜닝 된 안테나처럼 보입니다.

증폭기용 더미 부하

오디오 증폭기를 테스트할 때, 사용자가 테스트에서 발생하는 과도한 소음이 스피커를 통해 출력되길 원치 않는 경우 파워 저항이 사용됩니다. 테스트하는 동안, 스피커가 과도한 소음을 발생할 수 있으며, 이는 실제로는 문제가 아닐 수도 있는 부분에 대해 사용자가 잘못 진단할 수 있는 결과를 초래합니다. 증폭기를 테스트하는 경우, 연결된 스피커는 마이크처럼 동작할 수 있어서 가청 소음을 인식해 오실로스코프에 나타내면 잘못된 진단을 초래하게 됩니다.

최근 사용 중 과도한 소음을 발생하는 오래된 진공관 기타 앰프를 수리하려는 한 사람을 본 적이 있습니다. 수리기사는 먼저 스피커를 출력에 연결한 상태에서 앰프를 테스트했습니다. 진공관을 두드리자 스피커는 진공관을 가볍게 두드리는 소리를 인식해 오실로스코프에 나타나게 됩니다. 스피커에 기침을 해서 오실로스코프에 큰 스파이크를 발생시킴으로써 (제대로)발생하고 있다는 것을 입증해 보였습니다. 그런 다음 스피커를 뽑고는 더미 부하를 출력에 연결하고 동일한 테스트를 수행했습니다. 더미 부하가 연결되자 가볍게 두드리는 테스트를 다시 완료했습니다. 이번 시험에서 소음을 나타내는 유일한 부분은 결함이 있는 진공관입니다. 만약 더미 부하를 사용하지 않았다면 수리기사는 실제로는 하나의 진공관만이 문제인 경우 쉽사리 다른 진공관이 문제인 것처럼 오진할 수도 있었을 것입니다.

증폭기용 더미 부하의 범위는 싱글 전력 저항에서 어레이 저항 또는 벤치탑 전자 부하에까지 이릅니다. 더미 부하는 사용자가 만들고자 하는 방향에 따라 단순하거나 복잡할 수 있습니다. 3개의 다른 부하 저항 중에서 설계자가 선택할 수 있도록 스위치를 사용한 버전을 본 적이 있습니다. 설계자는 스위치가 연결되는 위치에 따라 부하가 4, 8 또는 16옴 더미 부하가 되도록 저항을 설정했습니다. 이는 8옴 저항을 직렬, 병렬 또는 직병렬 구성으로 배치함으로써 만들어집니다.

벤치탑 전자 부하는 많은 여러 시험에 사용될 수 있도록 여러 가지의 부하 크기로 튜닝할 수 있는 특수 시험 장비입니다. 다양한 부하 범위를 시험할 필요가 있다면 많은 전력 저항을 구비하고 있지 않는 한 이 방법이 최선일 것입니다. 이런 유형의 장치에서 또 다른 장점은 장치에 다시 선을 연결하지 않고도 부하를 변경할 수 있다는 것입니다. 만약 여러 개의 저항을 사용하고 있었다면 저항을 변경할 때마다 시스템에 각 저항을 연결해야만 합니다. Digi-Key에서 취급하는 많은 다양한 전자 부하를 여기에서 확인할 수 있습니다; 장비 - 특수 | 테스트 및 측정 | Digi-Key

전력 저항으로 더미 부하를 설계할 때 명심해야 할 한 가지는 전력 저항의 디레이팅입니다. 예를 들어 RHRD-8.0-ND(Vishay 부품 번호 RH0508R000FE02)를 사용한다면, 규격서에는 적절한 방열판을 사용하면 이 저항의 정격은 50W라고 기재되어 있습니다. 하지만 방열판이 없다면 저항의 정격은 20W에 불과합니다. 규격서를 좀 더 자세히 살펴보면 권장하는 방열판 크기의 면적은 291평방인치이고 두께는 0.059인치로 나와 있습니다. 평평한 알루미늄 패널을 사용할 경우, 12인치 X 12인치 X 0.059인치가 될 것입니다. 이러한 방열판에 대한 사양들을 충족하지 못할 경우 더미 부하의 성능이 기대에 미치지 못할 뿐만 아니라 고장이 날 수도 있으므로 설계자가 작은 더미 부하를 만들려고 한다면 이 점을 유념해야만 합니다.

또 다른 주의할 점은 부하 저항을 선택할 때 중요한 부분은 비유도성 저항 타입이어야 한다는 것입니다. 시험하려는 장치의 주파수 정격이 높을 때 특히 중요합니다.

RF 프로젝트에서의 더미 부하 응용

RF 애플리케이션에서 더미 부하는 시험 시 전기적인 부하가 연결된 것처럼 시뮬레이션 하는데 사용됩니다. RF의 경우, 안테나 대신 더미 부하가 사용됩니다. 더미 부하가 사용되면 시스템은 전파를 (외부로)전송하지 않기 때문입니다. 이 경우 안테나가 사용되었다면 시스템은 필요치 않은 전파를 (외부로)전송하여 다른 장치 또는 기술에 방해가 될 수 있습니다. 부하를 사용하지 않았다면 시스템이 결과적으로 손상될 수도 있습니다.

RF 애플리케이션용 더미 부하는 몇 가지 부품으로 만들 수 있습니다. RF용 더미 부하의 기본 부품은 커넥터와 저항입니다. 대부분의 경우 저항은 50옴 입니다. 알아야 할 또 다른 정격은 시스템의 전송 전력입니다. 왜냐하면 저항이 해당 전력을 처리할 수 있어야 하기 때문입니다. 저항의 전력 정격이 송신기의 출력 정격과 유사하다면, 저항에서 발생하는 열이 문제가 될 수 있습니다. 그런 경우, 방열판을 추가해서 장치를 설계하는 것이 가장 좋습니다.

저자가 경험한 저가 설계의 대부분은 다른 부품은 사용하지 않은 채 이 두 소자를 기구에 장착하고 있습니다. 이와 같은 매우 간단한 제작법이 있지만 고주파 프로젝트에 사용되는 부하에 대해서는 더 많은 생각을 해야 합니다. 고주파에서 장치에 여기 되는 인덕턴스의 양 때문입니다. 이러한 구조에서는 비유도 저항을 사용하는 것이 특히 중요합니다. 신호가 커넥터에서 더미 부하로 미스매칭없이 전달되도록 하기 위해서는 좋은 관례들은 따라야 합니다.

이번 주제에 대한 검색에서 가장 많이 나온 애플리케이션은 HAM(아마추어 무선)으로, 사용자들이 본인들의 장치를 활성화하기 전에 튜닝하기 위해 더미 부하를 사용합니다. 정비 중인 레이더 시스템과 같은 다른 응용 애플리케이션도 많이 있습니다.



영문 원본: What are dummy loads and How are they used?