제이에스알티

제이에스알티 로고

제이에스알티
  • 신뢰성교육
  • 수동소자의 고장분석
  • 신뢰성교육

    홈페이지를 방문해주셔서 감사합니다.

    수동소자의 고장분석

    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