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
Failure Definitions
What is failure analysis?
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
Ion migration 이 발생하지 않는 NTC thermistor의 설계 구조
NTC thermistor 의 고장분석 사례
- Copper & Tin ion 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
- Oxygen Vacancy Mechanism
- 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
- 자속쇄교수
- Coil이 Impedance를 갖는 원리 : 자기유도에 의한 역기전력
- Core의 B-H 특성
- 기본 파라미터 : 최대자속밀도, 투자율, AL value (Inductance 계수)
Inductor의 사용법
- 공진 용도로 사용할 때
- Choke 용도로 사용할 때
- 전원 Filter 로 사용
- Power 회로에 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 (Nagaoka coefficient 고려)
- 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 이상변압기로 되기 위한 3가지 조건
- 이상변압기의 비손실 2-port 회로
- Magnetizing current & Magnetizing inductance
▷ Magnetizing inductance 양단에 걸리는 전압 유도
- 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
권선에 전류가 흐르는 자기회로
- 자기 등가회로 작성
- 공극의 단면적 및 평균 길이, 공극의 길이, 권선수를 이용하여 공극에서의 자속량 (Flux), 기자력, reluctance과 인덕턴스 계산
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
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
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
Transformer 의 안전규격 (절연거리 및 내전압 규격) : KS C IEC 60950-1:2013, KC 62368-1:2021-8
전원 Transformer 를 자체 제작 할 경우 안전규격을 고려한 권선 수순과 방법
Transformer의 안전규격 : 절연거리 (공간거리 및 연면거리) 및 내전압의 기준
절연의 구분 : Class Ⅰ기기와 Class Ⅱ 기기의 차이점
안전전압과 2차 회로 : SELV (safety extra-low voltage)와 ELV (Extra low-voltage) 회로의 차이점
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 : 초기 전하량이 같을 때 직렬 커패시터의 전압분배 법칙 수식 유도
- 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 기동 및 운전용 커패시터의 발연 발화 고장분석 사례 및 대책 방법
기동 및 운전용 커패시터의 표기로부터 수명 확인
Running capacitor의 내구성시험 규격 : KS C IEC 60252-1, IEC 60252-2
Inner safety protection capacitor의 종류 : Bridge type 및 Bellows type
P2 (혹은 S3) 급 running capacitor의 발화 재현시험 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)
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 및 재현시험 동영상
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