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전자 기기의 작동 사이클에서 전원 투입 순간은 가장 중요합니다. 전원이 인가되면 필터 커패시터에 큰 전류가 유입되어 정상 작동 전류보다 수십 배 높은 돌입 서지(inrush surge)를 발생시킵니다. 이러한 갑작스러운 서지는 정류기 브리지, 퓨즈, 릴레이 접점과 같은 부품을 손상시킬 뿐만 아니라 시스템 노화를 가속화하고 전체 장비 수명을 단축시킬 수 있습니다.

돌입 전류 NTC 서미스터 이러한 서지 전류로부터 보호하는 핵심 부품입니다. 그런데 왜 항상 직렬로 연결해야 할까요? 원리, 작동 방식, 장점, 그리고 한계라는 네 가지 측면을 통해 이를 살펴보겠습니다.

I. 핵심 원리 - 음의 온도 계수와 직렬 논리.

NTC(음의 온도 계수) 서미스터는 온도가 상승함에 따라 저항이 감소한다는 주요 특성을 보입니다.

실온(차가운 상태)에서는 저항이 비교적 높습니다. 전류가 흐르기 시작하면 소자가 가열되어 온도가 상승하고 저항이 급격히 감소합니다. 이것이 동적 전류 제한의 기반이 됩니다. 어떤 회로에서든 전류를 제한하는 가장 간단한 방법은 직렬 저항을 추가하는 것입니다. 돌입 전류 NTC는 이러한 원리를 온도 감도와 결합하여 주전원선과 직렬로 연결될 때 "스마트 가변 저항기" 역할을 합니다. 시동 시에는 전류 제한 보호 기능을 제공하는 동시에 정상 작동 시에는 손실을 거의 발생시키지 않습니다.

II. 직렬 동작 - "전류 제한"에서 "저저항 동작"으로.

장치에 처음 전원이 공급되면 NTC는 차갑고 저항성이 높습니다. 이는 돌입 전류를 제한하여 정류기 브리지, 필터 커패시터 및 기타 하위 부품을 보호합니다.

NTC가 전류 흐름으로 인해 예열되면 저항이 수십 분의 1옴 이하로 급격히 감소하여 전력 손실을 최소화하면서 정상적인 전류 흐름을 가능하게 합니다. 이 과정은 두 단계로 구성됩니다.

• 저온(저항 높음): ​​시동 시 돌입 전류를 제한합니다.
• 고온(저항 낮음): 이후 효율적이고 손실이 적은 작동을 보장합니다.

이러한 자동 자체 조정 기능에는 외부 제어 회로가 필요 없으므로 전자 시스템에 대한 간단하고 안정적인 소프트 스타트 보호 메커니즘을 제공합니다.

III. 직렬 구성의 주요 장점

• 효과적인 돌입 전류 억제.
  직렬로 연결된 NTC 서미스터는 최대 돌입 전류를 5~15배까지 줄여 시스템 안전성을 크게 향상시킵니다.
• 간단한 구조와 낮은 비용.
  단일 구성 요소로 안정적인 전류 제한이 가능하며 복잡한 회로가 필요 없어 뛰어난 비용 대비 성능 이점을 제공합니다.
• 높은 신뢰성과 긴 수명.
  NTC는 움직이는 부품이나 반도체 제어 섹션이 없기 때문에 최소한의 간섭으로 작동하며 전체 장치만큼 오랫동안 지속될 수 있습니다.
• 완전 자동 작동.
  전원이 켜지면 즉시 보호 기능이 활성화됩니다. 외부 신호, 제어 또는 사용자 개입이 필요하지 않습니다.

IV. 제한 사항 및 설계 고려 사항

(1) 복구 시간.
정지 후 NTC는 높은 저항을 회복하기 위해 냉각되어야 합니다. 장치가 너무 빨리 재시작하면 서미스터는 낮은 저항 상태를 유지하여 서지 보호 기능을 상실합니다.
→ 해결책: 릴레이 바이패스 설계를 사용합니다. 시스템이 안정화되면 릴레이가 NTC를 단락시켜 신뢰성을 향상시키고 정상 상태 전력 손실을 제거합니다.

(2) 열손실 및 전력 설계.
정상 작동 중에도 소량의 열이 발생합니다. 설계자는 NTC가 정격 전력 범위 내에서 작동하도록 하고, 적절한 환기 또는 PCB 방열을 확보해야 합니다.

(3) 주변 온도 감도.
초기 저항은 온도에 따라 크게 변합니다. 매우 추운 환경에서는 높은 저항으로 인해 시동이 어려울 수 있으며, 더운 환경에서는 저항이 너무 낮아 전류를 효과적으로 제한할 수 없습니다.
→ 해결 방법: 적절한 B값을 가진 NTC를 선택하거나, 폭넓은 온도 범위에 적용되는 정전류 시동 회로를 사용하세요.

V. 요약

전력형 직렬 연결 NTC 서미스터 서지 제한 성능에 필수적입니다.

• 저온 상태에서의 높은 저항성은 시동 시 효과적인 보호 기능을 제공합니다.
• 뜨거운 상태에서의 저항이 낮아 효율적인 작동이 보장됩니다.

이러한 조합으로 인해 NTC 서미스터는 현대 전자 제품에서 가장 경제적이고 안정적인 소프트 스타트 솔루션 중 하나가 되었습니다.

난징 스헝 전자(주)는 NTC 서미스터 및 온도 센서의 연구개발 및 생산을 전문으로 합니다. 당사의 다양한 전력형 제품은 다음과 같습니다. MF72, MF73T, MF74, MF75— Φ3mm부터 Φ40mm까지의 크기를 지원하며, 소형 가전제품부터 킬로와트급 산업 시스템까지 다양한 요구 사항을 충족합니다. Shiheng Electronics는 높은 정밀도, 뛰어난 안정성, 그리고 폭넓은 적응성을 바탕으로 전 세계 고객에게 안전하고 효율적이며 오래 지속되는 서지 보호 솔루션을 제공합니다.