저항기(Resistor, NTC thermistor, Power NTC, PTC, Varistor) 인덕터 및 Transformer 커패시터 (알루미늄전해, 탄탈고체, MLCC, 필름 및 역률 개선용) Fuse, Relay, Switch, 접속부품, RLC 수동 Filter
저항기(Resistor, NTC thermistor, Power NTC, PTC, Varistor)
고장분석의 개요
Reliability assessment process
Reliability technology
신뢰성평가기술 동향
8D report
Failure mechanism
Failure mode and failure mechanism
What is a root cause?
Data analysis
Failure analysis process
고장분석시 필요 사항
저항기
수동소자 및 능동소자의 정의
저항기의 종류
- 표면실장형 type
- Lead 단자 type
- 고정저항기의 분류
- 각형 chip 저항기
- Chip 저항기의 size와 정격
저항기의 제조공정
- 후막 chip 저항기의 제조공정
- Radial/axial type 저항기의 제조공정
- 외장 도료
저항기의 동작원리
- 전도 전류
- 도선 저항
- Sheet resistivity
저항기의 전기적 특징
- 수동부호규정 (passive sign conversion)
- 분압비
- 직렬연결회로와 전압분배법칙
- 병렬연결회로와 전류분배법칙
- 저항기의 전기적 특성
- 전류, 전기적 위치에너지, 전력
- 저항기의 주파수 특성
저항기 소자와 관련된 회로의 해석 (RLC 회로 해석의 공통)
- Kirchhoff’s 전류법칙 : 전하량 보존의 법칙
- Kirchhoff’s 전압법칙 : 에너지 보존의 법칙 (위치에너지)
- Wheatstone bridge : 휘트스톤 브리지회로의 평형조건
- Shering bridge : 미지의 정전용량이나 절연특성 측정
- 2-point probe 와 4-point probe (Kelvin probe)
- Δ-Y 변환
- 마디 전압법 (Node-voltage method) : KCL 을 이용하여 마디전압을 구하는 방법
- 초마디 전압법 (Supernode-voltage method)
- 망로 전류법 (Mesh-current method) : KVL 을 이용하여 망로전류를 구하는 방법
- 초망로 전류법 (Supermesh-current method)
- 1 포트 회로 (one port circuit)의 특성식 (단자법칙)
- 전력변환 (source transform)
- 전원 합성
- 전압원 합성
- 전류원 합성
저항기 소자와 관련된 회로 해석
- 선형회로의 성질
- 중첩의 원리 (principle of superposition)
- 테브넌 (Thevenin’s Theorem) 등가 회로
- 테브넌 (Thevenin’s Theorem) 등가 회로 구하는 방법
- 최대전력전달조건 (maximum power transfer)
저항기의 발열 메커니즘
- 열의 일당량 측정
PCB patten 도체 폭의 결정
- PCB pattern 에 흐르는 전류 한계
- PCB pattern 의 저항과 전류 영향
저항기의 온도계수
저항기의 표시방법 (color code)과 저항 값의 step
저항기의 부하경감 곡선과 derating 기준
- 부하경감 곡선
- 전압 및 전력에 대한 derating 기준
- 온도에 대한 derating 기준
저항기의 정격
- 정격 전력 (rated power)
- 정격 전압 (rated voltage)
- 최고사용전압 (소자 최고전압)
- 임계저항값 (critical resistance)
- 최고과부하전압
- 부하 및 pulse 전압에 대한 전력 계산 방법, 한계전력곡선을 활용한 derating>
저항기의 회로 application
- 전류제한 저항, damping 저항, pull-up/pull-down 저항, 종단 저항, shunt 저항, 방전 저항, 전원 start 저항, absorber 저항, 2차측 회로보호 저항 등
- 고정밀 저항기가 사용되는 연산증폭기 (operational amplifier : OP 앰프)
- 이상적인 OP 앰프가 되기 위한 조건 및 특징 : 마디전압법 활용
- OP 앰프의 단점과 장점
- 부하효과 (loading effect)의 제거조건
- Buffer (Voltage follower)
- 반전 증폭기 (Inverter amplifier)
- 비반전 증폭기 (Non-inverter amplifier)
- 차동증폭기 (Differential amplifier)
전력용 저항기의 소비전력과 온도상승 특징
- 열 설계상의 확인사항
저항기의 고장메커니즘과 고장분석 사례
- 저항기의 전해부식 메커니즘
- 저항기의 open 메커니즘
- 후막 chip 저항기의 황화부식 메커니즘
- Chip 저항기의 solder crack
- Surge 보호용 chip 저항기 (ESD & EOS)
- Chip 저항기의 flex crack 메커니즘
- Laser Trimmed Thick Film Resistors 의 current-pinching effect
표면실장용 고정저항기의 실장과 고장분석 사례
저항기의 신뢰성 시험규격
저항기의 발연 발화
- 권선저항기의 발연 발화
- 카본저항기의 발연 발화
- Fusible 저항기의 발연 발화
NTC thermistor
What is the thermistor?
The failure mechanisms of the NTC thermistor
Ionic migration 이 발생하지 않는 NTC thermistor의 설계 구조
NTC thermistor 의 고장분석 사례
- Copper & Tin ionic migration
Power NTC
Power NTC의 개요
Power NTC의 사용법
Power NTC의 응용
- 최대동작전류의 계산
- 평활 커패시터의 순시에너지 내량의 확인
Selection criteria for power NTC
- Power NTC 사용시 주의사항
Power NTC 의 동작
- How to limit the inrush current?
Power NTC 를 사용한 돌입전류 방지 회로
Power NTC 의 저항-온도 특성표 (RT 표)
- 최저주위온도에서의 저항값
- 공칭 zero 부하 저항값
- 최고주위온도에서의 저항값
- 잔류저항값
Power NTC 의 선정 수순
- 공칭 zero 부하저항값
- 최대전류
- 최대 허용 capacitor 용량
- 잔류저항값
전원회로 돌입전류 (inrush current)의 계산 사례
Data sheet 에 없는 최대용량 capacitor 용량을 구하는 방법
Power NTC 의 병렬접속과 직렬접속
Power NTC의 실장높이와 PCB 온도를 내리기 위한 방법
저온시에 전원의 기동
- Power NTC 용량 선정 방법
PTC
PTCR (positive temperature coefficient thermally sensitive resistor) 제조
PTC 서미스터의 응용
PTC의 동작원리
- 저항-온도 특성 (R-T 특성)
- 전류-전압 특성 (I-V 특성 : 정특성) : R-T 특성과의 관계
- Trip current (동작전류) : Inrush current 제한
- 전류-시간 특성 (I-t 특성 : 동특성)
- 최대전압 및 최대전류
- 내전압
PTC 의 파괴 메커니즘
- 전압, 온도, 이물에 의한 파괴 사례
- 소자 결함 (pore 등)에 의한 층상 파괴 사례
Large pore에 의한 파괴
이물에 의한 파손 메커니즘
- FTIR 분석
- SEM & EDS 분석
- 열화상 camera
- 전기적 특성 분석 (R-T curve)
제조 Maker의 공정불량에 의한 고장 사례
PTC 의 파괴 유형
PTC 소자의 Ag migration
PTC 소체 결합 FTA
PTC 의 발연 발화 메커니즘
PTC safety mode mechanism
- Safety mode 미작동 이유
- PTC safe mode 재현시험 조건
Varistor
TVS (transient voltage suppressor) diode vs. Chip varistor
Varistor 란?
Varistor 의 surge 전압 흡수
대표적인 varistor 의 종류 및 구조
Surge 보호 devices 의 주요 특징
- Gas tube arrester, Microgap arrester, Silicon 계 (전압형/전류형), ZnO varistor (원판), SrTiO3 varistor (원판)
Varistor 동작 원리 : KS C IEC 60950-1:2013 Annex Q
- Double Schottky barrier model을 이용한 전도 mechanism : Energy band diagram 이용
- Band structure at a grain boundary
- Microstructure and conduction mechanism
Varistor 의 전기적 특성
- Varistor voltage
- 최대허용회로전압 (maximum allowable voltage)
- 제한전압 (clamping voltage)
- 누설전류 (leakage current)
- Surge 전류 내량 : KS C IEC 60950-1:2013, KS C 9610-4-5:2020, IEC 61051-2:1991
- Energy 내량
Varistor 의 선정 방법 : KS 62368-1:2021, KS C 60950-1:2013
- 최대연속전압 : 선간전압 (Line 간)과 대지간 사용 (Line-Earth 간) 고려
- 국가별 안전규격 준수 : IEC/UL/EN/CSA
- 조합 펄스 : Surge 전류 내량
- Needle flame test
Varistor 의 수명
- Surge 전류에 대한 수명
- 온도 cycle에 대한 수명
Varistor 의 발화
- Varistor 전압 열화 mechanism
- Varistor 의 고장 mode
- Varistor 의 열화
Varistor 발화 메커니즘
- 원판형 varistor
- Varistor 발화 대책의 concept : KS C IEC 60950 4.7.3.2, KS C IEC 60950-2-20
- 난연성 varistor
인덕터 및 Transformer
Inductor
인덕터의 종류와 제조공정
- 용도에 따른 Inductor의 분류
- Core에 의한 분류
- 공심계
- Core계 : Ferrite core, Soft magnetic core, Metal core
- 형상 및 구조에 의한 분류
- 권선형, 적층형, 박막형
- Chip coil의 선택과 사용방법
- 소형 고정 Inductor의 구조
- Inductor의 등가회로의 구조
inductor의 동작원리
- 전자기 유도에 의한 기전력
- Core의 B-H 특성
- 최대자속밀도
- 투자율
Inductor의 사용법
- 공진 용도로 사용할 때
- Choke 용도로 사용할 때
- 전원 Filter 로 사용
- Power 회로에 대한 Coil 로 사용 방법
Inductance 수식 유도
- Toroid core를 사용한 Inductor 에서 core의 유효단면적, 유효길이, 비투자율이 주어지고 Inductance 값을 알 경우 coil의 turn 수 계산
- 사각형 단면을 가진 강자성체 core에 coil을 N 번 감아 Toroid를 만들었을 경우 inductance 값 계산
Inductor의 투자율 (permeability)
- 자화 곡선과 자기 포화
- Core의 자화 과정과 투자율 (자성계수)의 변화
- 다양한 물질의 비 투자율
Inductor 의 Maxwell 방정식
- 자기장의 Gauss 법칙
- Faraday 전자기 유도법칙
Inductor 의 전기적 특징
- 전류, 전압 관계식과 저장 에너지
- Inductor의 직렬, 병렬 합성
- Inductor 전류의 연속성
- Inductor 의 직류정상상태
- 마디전압법과 망로전류법에 의한 관계식
- Inductor 사양서 (data sheet)에 포함되어야 할 항목
- Inductance 값과 허용오차 표기 방법 (chip inductor 의 경우)
- 자기공진주파수 (self resonant frequency)
- Quality factor
- 교류 및 직류 저항값
- Inductor 의 주파수 특성
- 정격전류
- 온도상승
- 직류중첩특성
- 직류전류
- 정현파 정상상태 전력 : Inductor 의 순간 전력 (순정현파)
- Inductor 의 전압-시간 곱 평형 (Volt-second balance)
- Reactance 소자의 양호도
- Inductor 에서 전류 분배법칙이 성립 안 되는 이유
Inductor 의 중요한 성질 3가지
- EMC Noise 대책
- Inductor의 common mode noise 대책
- Noise 대책품인 ferrite bead 와 inductor 의 차이점
- 에너지 축적
- 에너지 축적 공식 유도
- 권선 coil 의 전류밀도에 의한 발열 평가
- EMC Noise 발생원
- 역기전력 발생
- Core 의 eddy current loss
Inductor 소자의 회로 해석
- RCL 의 전압, 전류 Phasor의 관계식
- 임피던스 (Impedance)
- 임피던스의 이점
- Phasor 법의 용도와 한계
- Phasor 해석 순서
- 유도결합회로에서 Inductor 전압
- 자체유도전압과 상호유도전압의 표시 (전압 전류 관계식)
- 유도결합회로의 해석
- 유도결합회로의 T형 등가회로
Inductor 의 회로 application
- DC-DC converter 용 Inductor
- 고주파 회로용 (㎓ 대역)의 Inductor 의 특징
- AC 전원회로에서의 Inductor의 역할
- 공심 Coil 의 설계 방법
- Inductor 의 실장상 주의점
Inductor 절연계급 (Insulation class)의 내열 구분
- Layer short 고장 메커니즘
- Inductor 의 절연 재료의 내열구분
- 절연물의 평균예상 수명
- 절연 계급 (Insulation class) 별 온도상승한도 (KS, IEC, NEMA 비교) : KS C IEC 60335-1, IEC 60085
- 온도검출장치에 의한 최고사용온도 측정
- 저항법에 의한 온도상승 측정
Inductor 절연재료 (enamel 혹은 vanish)의 layer 층 구분 방법 (by OM, TEM)
Inductor 의 고장분석
- Pinhole test 방법
- Coil 고장분석 사례
- Fan의 고장분석 사례
- 배기 Fan의 설계 배치
- Burnout test : UL 250
- 수분 침투에 의한 발화
Transformer
이상 변압기 (Ideal transformer)
- 선형변압기가 이상변압기가 되기 위한 3가지 조건
- 이상변압기의 비손실 2-port 회로
- Magnetizing current & Magnetizing inductance
- Magnetizing inductance 양단에 걸리는 전압
- 이상변압기의 전압, 전류관계식에서 전압, 전류의 부호
- 부하 등가임피던스
- 부하단자에서 본 테브넌 등가회로
- 변압기에 전압을 인가할 때 투입 위상각 (0°, 90°) 에 따른 변압기 여자전류의 영향과 돌입전류
- Transformer의 saturation 특성
Transformer 의 설계 사례
1) 권선에 전류가 흐르는 자기회로
- 자기 등가회로 작성
- 공극의 단면적 및 평균 길이, 공극의 길이, 권선수를 이용하여 공극에서의 자속량 (Flux), 기자력, reluctance과 인덕턴스 계산
2)어느 정격의 변압기에서 저항과 리액턴스 및 무부하 손실이 주어질 경우 효율
- 정격부하시의 효율 계산
- 역률과 부하율이 주어질 경우 효율 계산
- 역률이 주어질 경우 최대 효율과 부하율 계산
3)어느 정격의 단상변압기에서 회로정수 (권선저항, 누설 리액턴스, 여자 컨덕턴스와 서셉턴스)가 주어질 경우
- 등가회로 작성 및 등가회로 정수 계산
- 무부하 전류 계산
- 입력단 측에서 바라본 부하 역률 계산
- 출력단 단자전압 계산
- 단락 전류 계산
4)계기용 변압기 : 변성기, 변류기
- 전력용 변압기와 계기용 변압기 (변성기, 변류기)의 차이점
- 변성기와 변류기의 회로 결선도
- 변류기의 동작 중 2차측이 개방될 때 발생되는 문제점 기술
커패시터 (알루미늄전해, 탄탈고체, MLCC, 필름 및 역률 개선용)
Capacitor
Capacitor 의 종류
Capacitor 의 유전체
Capacitance 수식 유도
Capacitor 의 유전정접 (dielectric tangent)
Smith chart : 임피던스의 표현
Capacitor 의 유전율 (permittivity)
Capacitor 의 유전 분극 (polarization)
Capacitor 의 표기
- Capacitor의 정전용량과 허용오차 표기
- Capacitor의 정격전압 표기
Capacitor의 Maxwell 방정식
- 전기장의 Gauss 법칙
- 변위전류 (displacement current)
Capacitor의 특징
- 전류 전압 관계식과 저장 에너지
- Capacitor 의 직렬, 병렬 합성
- 마디전압법과 망로전류법에 의한 관계식
- Capacitor 의 potential energy
- Capacitor 에서 전압 분배법칙이 성립 안 되는 이유
- Trap 회로
- Capacitor 전압의 연속성
- 직류정상상태
- Capacitor 의 순간 전력 (순정현파)
- Capacitor 의 전하평형 (charge balance) : Ampere-second balance
Capacitor 의 발연 발화
- 알루미늄전해 커패시터 : Leakage, Dry-up, Explosion
- 탄탈고체 커패시터 : Flame
- 필름 커패시터 : Flame
- MLCC : Chipping & Char
알루미늄전해 커패시터
제조공정
- 발화 예방 측면에서의 중요 공정
- Anode 및 Cathode Al Foil (Alumina 포함), 전해액, Separator
구조
- V-chip type, Large type, Radial type
특징
- 알루미늄전해 커패시터
- OS-CON (organic semiconductor capacitor)
- 수명 특성
- Inrush current 유입
- 정격전압 (working voltage) : Forming voltage와의 관계
- Surge voltage
- 역전압
- 누설전류
- 재기전압 (잔류전압)
- Self-healing mechanism
- Capacitance & ESR
Derating 기준
- 자기 발열에 의한 온도상승
- 복사열에 의한 온도상승
- 온도에 의한 열화
- 역전압
- Working voltage
- Ripple current
- SMPS 전원 회로의 평활용 커패시터의 ripple current 측정 방법
- 온도상승과 수명 관계식의 계산 사례
고장 메커니즘
- Failure mechanism of electrolyte dry-up
- 열화 mode
- 전해액 누설 경로 (electrolyte leakage)
- 개방 (open) 고장메커니즘
- 단락 (short) 고장메커니즘
- Flaming mechanism
- 알루미늄전해커 패시터의 short 부위별 사례
- 발화 메커니즘과 발화하지 않는 알루미늄전해 커패시터
- 발화 대책
고장분석
- 고장분석 절차
- 고장분석 사례
- 공정불량 분석사례
- 방폭변 동작 분석사례
- 고전압에 의한 고장 분석사례
- 알루미늄전해 커패시터용 전극 박의 시험 (V-t 특성 측정) : JEITA RC-236A:1999
회로 실장 시 주의사항
- 알루미늄전해 커패시터 방폭 동영상
MLCC
Ceramic 이란?
제조공정
- 배치, 유전체 성형, 내부 전극 인쇄, 적층, 압착, 절단, sintering, 외부 모서리 연마, termination (전극), 전극 sintering, plating, test, taping
- Thickness of dielectric layer (0.3 ㎛), Thickness of inner electrode (0.3 ㎛), Diameter of Ni particle (0.1 ㎛)
MLCC의 형상과 구조
온도보상용 커패시터 (TC 계) : Class 1
고유전율계 커패시터 (HiK) : Class 2
고주파용 MLCC
MLCC의 특징
- Bias 특성 : 인가전압과 정전용량 변화율
- 온도 특성 : 온도변화와 정전용량 변화율
- Ceramic capacitor의 장점과 단점
MLCC 응용 회로 application
- bypass, decoupling, coupling
MLCC 의 derating
MLCC 고장분석 사례
- 전기적 특성 : 등가병렬저항 측정의 중요성
- 비파괴 검사 : SAT (scanning acoustic tomography) 측정의 중요성
고장 메커니즘
- Definitions
- Do MLCC’s wearout?
- Failure of MLCC’s (manufacturing 관점)
- Firing cracks, Knit-line cracks, Delamination, Void, etc.
- Failure of MLCC’s (extrinsic defects)
- Handling cracks, Thermal shocks, Flex cracks (depaneling), Silver migration, Tombstoning, etc.
탄탈고체전해 커패시터
제조공정
구조
Self-healing 특징
Derating 기준
- 인가 전압
- 통전 전류와 고장 사례
- 역전압
고장 메커니즘
- Short or leakage current mechanism
- Scintillation mechanism
- Surge current failure mechanism
- 발화 메커니즘
고장분석 사례
고장률 시험
필름 커패시터
제조공정
구조 : 증착전극형
분류
- PET, PP, PEN, PPS
Self-healing 특징
- Segmented film protection type
derating 기준
- Applied voltage
- Film capacitor의 수명식 (전압)
- Derating of rated voltage to operating temperature
- 동작주파수에 따른 전압 derating
- 필름커패시터의 수명 예측 수식
- Charge and discharge (pulse current)
- Permissible current
- 자기 발열에 의한 온도상승과 최대허용리플전류
- Film capacitor에 흐르는 최대허용실효전류값 측정 방법
- 자기발열 온도상승 기준 : PP, PET, PPS
필름 커패시터의 응용회로
- X2 capacitor
- RC snubber
- PFC 회로용 capacitor
- 공진형 스위칭 전원용 capacitor
- Cockcroft-Walton 배전압 정류회로 capacitor
필름 커패시터의 고장분석
- 전기적 특성 측정 : 정전용량, 유전정접, ESR, 절연저항, 절연내압
- X-ray images : metal spray 상태
- Case 및 유전체 재질분석 (by FTIR)
- Metal spray 융점분석 (by DSC)
- Lead 재질분석 (by SEM&EDS)
- Soldering 내열성 시험
수동 가연성 시험 (passive flammability test) : KC 60335-1:2022, KS C IEC 60695-11-5
능동 가연성 시험 (active flammability test) : KC 60335-1:2022, IEC 60384-14
Failure mode
고장 메커니즘
- 부분방전에 의한 유전체 절연파괴 메커니즘
- 유전체 절연파괴 메커니즘
- 정전용량 감소 및 손실증가 메커니즘
- 수분 침투 메커니즘
- 발연 발화 메커니즘
- Difference between P0 and P2 (혹은 S3)
- 발연 발화 재현시험 방법
- 발화 동영상
- 발연 발화 대책
단상 유도모터의 기동 및 운전용 필름 커패시터
단상 유도전동기의 원리 및 특성
단상 유도전동기의 분상 기동 방법
- 저항 분상
- 리액터 분상
- 커패시터 분상
AC motor 기동용 커패시터의 발연 발화 사례
기동 및 운전용 커패시터의 표시로부터 수명
Running capacitor의 내구성시험 규격 : KS C IEC 60252-1, IEC 60252-2
Inner safety protection capacitor의 종류
P2 (혹은 S3) 급 running capacitor의 발화 시험 조건
AC motor 기동용 커패시터의 법적 요구사항 : KS C IEC 60335-1
피상전력과 역률
역률과 선로손실
역률 개선용 커패시터의 용량 계산
Fuse, Relay, Switch, 접속부품, RLC 수동 Filter
Fuse
Fuse의 정의
Fuse의 종류
Fuse의 용어
- 한류작용 (current limitation), 용단전류 (fusing current), 차단전류 (breaking current)한류작용 (current limitation), 용단전류 (fusing current), 차단전류 (breaking current)
Fuse의 보호 특성 및 동작이론
- 국가별 법규격 : 미국 UL, 캐나다 CSA, 유럽 IEC (VDE, TUV, SEMCO 등), 한국 KC, 일본 PSE, 중국 CCIC
- 가용체의 Joule 열과 대류 (Newton의 냉각법칙), 전도 (Fourier의 전도법칙)에 의한 열손실 사이의 에너지 균형 방정식
Fuse 의 정격전류에 미치는 영향
- I-T graph (한계전류 = 정격전류)
AC용 Fuse의 정격전압 선정
- Miniature fuse, Low voltage fuse, High voltage fuse
- 125 V / 250 V의 정격전압
Fuse의 정격전류 선정
- 빠른 동작형 fuse과 지연 동작형 fuse
Fuse의 동작전류 특성 선정
- 매우 빠른 동작 (FF; quick acting), 빠른 동작 (F; fast acting), 일반 동작 (S; slow blow), 지연 동작 (T; time-lag), 매우 느린 동작 (TT; long time-lag)
- IEC 규격 (IEC 60127-2/3/4) : 빠른 동작 특성과 지연형 동작 특성
- UL 규격 (UL 248-14) : 보통 동작과 지연 동작
Fuse의 용단전류 특성
- 전기적 특성과 용단 특성 실험 사례
Fuse의 I2t-T 특성 (불 용단의 확인용 data)
Fuse 선정방법
- Fuse 선정 방법 중 Pulse 전류의 돌입전류 (Joule-Integral values), 과전류(이상전류), 사용온도에 중점
- DC용 표면실장형 fuse 의 온도 derating에 의한 선정 방법
- I2t-T 특성도로부터 판단하는 방법
전류 Fuse의 선정 수순
전류 Fuse의 선정 사례
- Abnormal 시 Fuse 의 동작 특성에 의한 제품의 발연 발화 사고 확인 test
- Inrush current 측정 및 확인
- 최대부하조건에서 제품의 10년 보증 조건에서의 Fuse 선정 (I2t-T 특성도 활용)
- 최대부하조건에서의 정격전류 derating margin 검토
Fuse 용단 특성 동영상
Fuse의 단락차단용량 시험시 폭발 확인
유접점 및 무접점 Relay
Relay의 종류
- 유접점 relay
- 무접점 relay (SSR : solid state relay)
유접점 relay의 구조와 동작원리
- 1C, SPDT (single pole double throw)
무접점 relay의 구조와 동작원리
- 저항 (resistive) 부하
- 유도성 (inductive) 부하
- 용량성 (capacitive) 부하
Relay 선정 방법
- Relay 선정 방법 중 개폐용량 (부하의 종류), 안정성 (CTI), 사용환경 (RT 0 ~ RTⅤ)에 중점
- 부하종류에 따른 relay의 선정방법
- 습기가 많은 장소 등 특수한 환경에서 사용할 경우의 주의점과 대책
- 주위 분위기가 relay 접점표면에 미치는 표면 현상
- Brown powder, Black powder, Outgas (silicone gas 등)
유접점 relay의 surge killer 분류에 따른 소자 선택방법의 기준
- CR 방식, Diode 방식, Diode + Zener diode 방식, Varistor 방식
무접점 relay 에서의 입력 noise에 대한 보호회로
- 유도성 부하 및 용량성 부하에 대한 무접점 relay의 보호회로
유접점 relay의 사용상 주요 주의사항
Relay의 동작 사이클
- 동작전압, 복귀전압, 접촉저항, 주위온도에 따른 relay 동작전압 계산
Relay의 coherer 전압
Relay 접촉저항시험 기준
Relay 접점 재질의 손상 원인
- Power factor (역률)
- Inrush current (돌입전류)
부하 종류별 돌입전류의 형태와 크기
Relay 의 normal current 및 inrush current에 대한 derating 기준
제품의 Inrush current 방지 회로의 종류와 동작원리
- Power NTC 방식, Triac 방식, Relay 방식
Relay catalog로부터 relay 선정 방법
- 개폐 용량 (maximum switching capacity)
- 부하 종류별 내구성 곡선
Relay 접점에 발생하는 현상
Relay 복귀 불량 메커니즘
- 용착, 점착, 전이 (locking), 점착물 침입 등
Relay 의 안전성에 대한 주요 법규격 : IEC 61810-1:2015
- 제품별 Pollution degree : RT 0 (개방형), RT Ⅰ(방진), RT Ⅱ(내 flux), RT Ⅲ (내 세정), RT Ⅳ(sealing), RTⅤ(hermetic : R-600a 대응)
- PTI : 250 V, 400 V, 600 V
- GWIT : 750 ℃ 혹은 850 ℃
- Ball pressure Test : 125 ℃
- Needle flame test : UL94 V-0
Relay 고장분석 사례
- Contact 용착
- 접촉자 스프링 파손
- Coil의 단선
- Amateur melting (card melting)
- 공정 불량에 의한 이물 고장
- Relay 접점재질과 lead 단면 분석
Relay의 발연 발화 사례
Switch
스위치의 종류
- 검출 스위치의 종류
- 조작 스위치의 종류
조작 스위치의 종류
- Tactile switch
- Rocker switch
- Push button switch
- DIP switch
- Slide switch
- Toggle switch
대상으로 하는 스위치 및 분류
- 동작에 의한 분류
- 기능에 의한 분류
스위치의 구조
- 마이크로 스위치의 구조와 동작 원리 (Snap action mechanism 특성)
- Tactile 스위치의 구조와 동작 원리 (특성)
- Tactile 스위치 채용시 유의점
- Tactile 스위치 설계시 유의점
- Tactile 스위치의 동작 특성 측정 사례
- Tactile 스위치의 업체별 비교
- Rocker (seesaw) 스위치의 구조
- DIP 스위치의 구조
스위치에 요구되는 특성
스위치 data sheet의 주요 safety 항목
- 고체 이물 (고형물) 및 수분 침투에 대한 보호 level : KS C IEC 60529:2013
- 감전 보호 Class : EN 61058:2018, KS C IEC 61058-1:2008
- 내 tracking 지수 : IEC 60112:2020, KC 60112:2015
스위치에 대한 국가별 안전규격
스위치 사용상의 고려사항과 문제발생의 우려가 있는 현상 : EIAJ RCR-5100
- 전반사항
- 전기적사항 : 정격과 부하조건, Chattering과 Bounce, Ag migration
스위치에 대한 stress와 고장모드, 안전에 대한 영향
스위치의 고장분석 사례 : 접촉저항, Ag migration, 황화부식, 용착불량
스위치의 실장상 주의점
- 스위치의 조작방법
- 조작 stroke의 설정
접속부품
Contact vs. connector reliability
접속부품의 국내 법적기준
- 전기설비기술기준
- 전기설비기술기준의 판단기준
Faston 단자 안전 확보
- Faston 단자의 crimp 단면 측정 사례
- Faston 단자나 connector의 발연 발화
- 폐단 접속단자 (CE joint)
Crimp 불량의 판정기준 3가지
Connector 부의 발화 사례
황동의 탈아연부식 (dezincification)과 아연의 합금층
- Connector 단자끼리의 사고 원인 분석
적열 (red-out, glow) spot 현상 발생 Flow
- 아산화동 (Cu2O) 증식발열현상에 의한 화재 및 사례
Connector 부품의 응력완화 (stress relaxation) 거동 특성
Connector housing 의 수분침투에 의한 발연 발화
Staple로 전선고정시 반단선에 의한 화재 사례
온도 Fuse의 수분침투에 의한 발연 발화 사례
RLC 수동 Filter
라플라스 변환 개요
미분방정식 vs. 라플라스
RLC 의 라플라스 변환 관계식 및 해석
주파수 응답 및 Filter
- 데시벨 (decibel)
- 이상적인 Filter의 특징
- 저역통과필터 (LPF), 고역통과필터 (HPF), 대역통과필터 (BPF), 대역차단필터 (BRF)
- 실제 필터
- 차단주파수 (=3dB 주파수, 반전력주파수)
- 전달함수 (transfer function)
- 1차 저역통과필터의 특성
- 차단주파수, 최대이득 (통과대역이득)
- 1차 고역통과필터의 특성
- 차단주파수, 최대이득
- 대역통과필터의 주요 파라미터 4가지
- 중심주파수, 차단주파수, 대역폭, 양호도
- 대역차단필터의 주요 파라미터 4가지
- 중심주파수, 차단주파수, 대역폭, 양호도