퓨즈 완벽 이해: 회로 보호를 위한 종합 가이드

퓨즈 유형에 대하여, 모든 전자 응용 분야에는 회로가 필요합니다. 하지만 회로는 취약하여 과도한 전류 흐름이나 전기적 결함이 있을 때 손상됩니다.

따라서 회로를 손상으로부터 보호할 방법을 찾고 있다면 올바른 곳에 오셨습니다.

또한 회로에 전류 오버플로를 일으킬 수 있는 다양한 원인이 있습니다. 잘못된 연결, 잘못된 배선, 사람 실수 등이 원인일 수 있습니다.

게다가 오버플로가 언제 발생할지 예측할 수 없습니다. 따라서 그런 사태에 대비하는 것이 최선입니다.

다행히 필요한 것은 퓨즈뿐입니다.

이 글에서는 퓨즈에 대해 알아야 할 모든 것, 다양한 응용 분야, 선택 방법을 보여드리겠습니다.

준비되셨나요? 그럼 시작해 보겠습니다.

퓨즈란 무엇인가?

퓨즈

회로 안전은 퓨즈의 전문 분야입니다. 퓨즈는 전기 안전 장치입니다. 전류 오버플로가 발생하면 도전 스트립이 녹아 분리됩니다. 보호하려는 전기 부품과 항상 직렬로 퓨즈를 연결해야 합니다.

따라서 퓨즈가 열리면(끊어지면) 전체 회로를 열어 부품을 통한 전류 흐름을 멈춥니다. 그러나 병렬 회로의 한 분기에 퓨즈를 연결하면 다른 분기의 전류 흐름에는 영향을 주지 않습니다.

다양한 크기의 퓨즈

또한 제조업체는 퓨즈 와이어를 안전 덮개 안에 배치하여 와이어가 격렬한 힘으로 타오르는 위험을 최소화합니다. 이것이 발생하면 전기 아크 블라스트가 생성됩니다. 보통 심한 과전류 시 발생합니다.

퓨즈는 다양한 크기와 모양을 가집니다. 그러나 제조업체는 각 퓨즈를 특정 전기 매개변수를 가진 전자 장치 보호용으로 설계합니다. 이 매개변수는 퓨즈의 동작 전류, 속도, 시간, 동작 전압, 퓨즈 소자 용융을 나타냅니다.

퓨즈 유형 - 퓨즈가 철저히 작동하는 방식

앞서 언급했듯 퓨즈의 주요 임무는 과전류 흐름이 있을 때 회로를 차단하는 것입니다. 따라서 구성 요소를 손상으로부터 보호합니다.

하지만 어떻게 회로를 보호할까요?

가장 기본적인 퓨즈 유형은 녹는점 때문에 저항성 소자를 갖추고 있습니다. 전류가 소자로 흐르면 소자 양단에 미세한 전압 강하가 생깁니다(회로 다운스트림에 영향을 주지 않을 만큼 작음). 이 과정은 열로 일부 전력을 소산시킵니다. 따라서 저항성 소자의 온도가 상승합니다.

그러나 전압이 정상이면 온도 상승으로 필라멘트가 녹지 않습니다. 하지만 전압이 퓨즈 정격 전류를 넘어 증가하면 저항성 소자가 녹아 회로를 차단합니다. 전기 전류는 항상 발열 효과의 원인입니다. 또한 저항성 소자의 길이와 두께가 정격 전압을 결정합니다.

구리, 알루미늄, 은, 아연 또는 그 합금으로 퓨즈 소자를 만들 수 있습니다. 이는 예측 가능한 트립 전류를 위해섭니다. 그러나 선택한 소자는 시간이 지나도 부식되거나 산화되지 않아야 합니다.

퓨즈 유형 - 퓨즈 특성

퓨즈는 전자 분야에서 보호용으로 사용된 최초의 장치입니다. 퓨즈가 회로 차단기만큼 유연하지는 않지만 고성능 장치에 신뢰할 수 있습니다. 또한 퓨즈는 여전히 대부분의 응용 분야에서 기본입니다. 퓨즈 구매 또는 설계 전 살펴봐야 할 특성은 다음과 같습니다:

퓨즈 유형

응용 분야에 따라 두 글자로 퓨즈를 식별할 수 있습니다(나중에 자세히). 저전압 응용 분야에는 gG와 aM 퓨즈가 있습니다.

gG 퓨즈 카트리지는 주로 범용입니다. 이 퓨즈 카트리지는 높고 낮은 오버플로와 단락으로부터 회로를 보호합니다. 또한 이 카트리지에는 검은색 표시가 있습니다.

반면 퓨즈 카트리지는 전기 모터를 단락과 높은 과부하로부터 보호합니다. 이 카트리지는 특정 일시적 과부하를 견디도록 계산할 수 있습니다. aM 퓨즈는 녹색 표시가 있습니다.

통상 전류

퓨징과 논퓨징 두 가지 통상 전류가 있습니다.

통상 퓨징 전류(If)는 통상 시간이 다 되기 전에 카트리지를 녹게 하는 전류 값입니다.

반면 통상 논퓨징 전류(Inf)는 퓨즈가 녹지 않고 견딜 수 있는 전류 값입니다.

통상 전류 값 표

선택성

전류가 여러 보호 장치를 직렬로 통과합니다. 또한 이 장치들을 보호하려는 다른 회로에 따라 계산하고 분배할 수 있습니다. 따라서 고장 난 회로의 보호 장치만 동작할 때 선택성이 발생합니다.

정격 전류 및 전압

정격 전류는 퓨즈를 작동시키지 않고 통과하는 전류입니다. 퓨즈를 작동시키는 데 사용할 수 있는 전압입니다. 즉, 퓨즈를 통과하도록 허용된 연속 전류입니다. 앞서 언급했듯 퓨즈의 두 글자가 응용 분야를 결정합니다. 더 자세한 설명은 다음과 같습니다:

정격 전류 및 전압 표

동작 영역

동작 영역은 전류가 통과할 때 퓨즈의 동작 시간을 결정합니다. 다른 보호 장치의 차별을 계산하려면 퓨즈의 동작 특성을 알아야 합니다.

차단 용량

차단 용량은 최소한 단락 전류와 같아야 합니다. 차단 용량이 높을수록 퓨즈가 강합니다. 또한 높은 차단 용량 퓨즈는 최대 100,000A RMS의 단락을 제한할 수 있습니다.

퓨즈 유형 - 다양한 퓨즈 종류

다양한 퓨즈 종류 목록은 다음과 같습니다.

1. DC 퓨즈
2. AC 퓨즈
3. 카트리지 퓨즈
4. 고전압 퓨즈
5. 열 퓨즈
6. 자동차, 블레이드 퓨즈, 볼트 타입 퓨즈
7. D-타입 카트리지 퓨즈 또는 D-타입 퓨즈
8. 재배선 가능 퓨즈
9. 리셋 가능 퓨즈
10. HRC(대용량 차단) 퓨즈 또는 링크 타입 카트리지 퓨즈
11. 저전압 퓨즈
12. 카트리지 퓨즈
13. 낙하 퓨즈
14. 스트라이커 퓨즈
15. 스위치 퓨즈
16. 시간 지연 퓨즈

퓨즈 유형 - 퓨즈 심볼

표준 IEEE/ANSI 퓨즈 심볼은 다음과 같습니다:

IEEE 심볼

ANSI 심볼

또한 IEC 퓨즈 심볼은 다음과 같습니다:

IEC 퓨즈 심볼

퓨즈 유형

퓨즈에는 DC 퓨즈와 AC 퓨즈 두 가지 주요 범주가 있습니다. 각 범주 아래에 다양한 퓨즈 유형이 있습니다. 더 깊이 살펴보겠습니다.

DC 퓨즈

DC 퓨즈는 크기 면에서 AC 퓨즈와 다릅니다. 직류 회로의 일정한 값 때문에 더 큽니다. 전류 정격이 최대 전류 한도를 넘으면 금속 퓨즈 와이어가 녹아 회로의 나머지 부분을 전원 공급에서 분리합니다. 따라서 DC 퓨즈의 다양한 유형은 다음과 같습니다:

카트리지 퓨즈

카트리지 퓨즈는 대부분의 회로에서 볼 수 있는 일반적인 퓨즈 유형입니다. 또한 유리 봉투(금속 캡으로 종단)가 퓨즈 소자를 포함합니다. 유리관이므로 퓨즈가 끊어지고 금속 와이어가 보일 때 알 수 있습니다.

리셋 가능 퓨즈/폴리퓨즈

이러한 유형의 DC 퓨즈는 자체 복구 기능을 가집니다.

유기 폴리머에 삽입된 카본 블랙 입자(전도성 소자)가 이 퓨즈 구조를 구성합니다. 회로가 열을 발생시키면 유기 폴리머가 팽창하여 카본 블랙 입자를 서로 멀어지게 합니다. 따라서 전도도가 감소하여 전압이 흐르지 않을 때까지 떨어집니다.

과전압 억제

퓨즈가 항상 전압 스파이크로부터 회로를 구할 수는 없습니다. 그러나 과전압 보호 장치와 퓨즈를 쌍으로 구성하여 회로를 전류와 최대 전압 스파이크로부터 보호할 수 있습니다.

금속 산화물 바리스터(MOV)와 음온도 계수(NTC)는 과전압 억제의 좋은 예입니다.

금속 산화물 바리스터

자동차 퓨즈

이 퓨즈는 최대 32V 및 42V까지 작동하는 자동차 전자 시스템을 보호합니다. 자동차 퓨즈는 정격 전류를 나타내는 색상 코드가 있는 블레이드 형태입니다.

블레이드 타입 퓨즈

반도체 퓨즈

반도체가 소산할 수 있는 전력량은 전류 흐름에 따라 증가합니다. 따라서 반도체는 초고속 퓨즈에 적합합니다. 또한 퓨즈는 가장 작은 전류 스파이크를 포착할 수 있는 반도체 스위칭 소자를 보호할 수 있습니다.

AC 퓨즈

AC 전류 신호는 최소에서 최대로 변하고 초당 50~60회 진동합니다. 이 진동 동안 AC 전압이 0V에 닿아 녹은 전극 사이의 아크를 종료시킵니다. 따라서 AC 퓨즈는 전기 장비에서 DC 퓨즈보다 작습니다.

AC 퓨즈의 다양한 유형은 다음과 같습니다:

고전압 퓨즈

이 퓨즈는 고전압 AC 송전선에 사용할 수 있습니다. 100킬로볼트 이상으로 올라가는 전압에 사용합니다.

HRC 퓨즈

HRC 퓨즈는 투명한 스테아타이트 봉투를 갖춘 카트리지 타입 퓨즈입니다. 석영 분말과 비전도성 액체 타입이 퓨즈 내부를 채웁니다. 또한 소화제 역할을 할 수 있습니다. 또한 이 퓨즈는 고장 전류가 큰 전류에 더 잘 작동합니다.

추방 퓨즈

이 퓨즈의 주요 구성 요소는 가열 시 가스를 생성하는 붕산 같은 화학 물질입니다. 이 가스는 퓨즈 끝단에서 아크를 처리하는 소화제 역할을 합니다.

퓨즈 유형 - 전기 퓨즈의 장단점

전기 퓨즈 사용의 장단점은 다음과 같습니다:

장점

• 퓨즈는 모든 전기 회로에서 가장 저렴한 보호 장치입니다
• 퓨즈는 조작이 쉽습니다
• 퓨즈의 동작 시간을 소형 회로 차단기보다 작게 만들 수 있습니다
• 유지보수가 필요 없습니다
• 단락 발생 시 전류 제한을 허용합니다
• 퓨즈는 화염, 가스, 연기, 소음 없이 거대한 단락 전류를 차단할 수 있습니다

단점

• 단락이나 과부하 후 퓨즈가 끊어집니다
• 직렬로 연결된 퓨즈는 크기가 다르지 않으면 차별하기 어렵습니다

퓨즈 유형 - 다양한 퓨즈 유형의 응용 분야

다양한 전기 및 전자 퓨즈 유형을 다양한 전기 시스템과 전자 응용 분야에 사용할 수 있습니다. 퓨즈의 응용 분야는 다음과 같습니다:

• 모터와 트랜스포머
• 디지털 카메라
• 노트북
• 프린터
• DVD 플레이어
• 계기용 트랜스포머
• 휴대폰
• 에어컨
• 스캐너
• 게임 시스템
• 전력 시스템
• 전력 트랜스포머
• 전구

퓨즈 유형 - 퓨즈 선택 방법

올바른 퓨즈를 선택하는 데 도움이 될 몇 가지 단계는 다음과 같습니다:

1. 전압 유형 알기
2. 퓨즈가 보호할 회로의 암페어 정격 모니터링
3. 퓨즈가 퓨즈 홀더와 일치하는지 확인
4. 퓨즈 검사(내부 소자 교체 필요 시)
5. 검사 창이 있는 퓨즈 선택

마무리

마지막으로 옴미터로 퓨즈를 확인하세요. 하지만 미터를 사용하기 전에 퓨즈를 홀더에서 빼내세요.

또한 퓨즈에 검사 창이 있으면 퓨즈가 끊어졌을 때 감지하기 쉽습니다. 회로에서 문제를 찾을 때 빠른 시각적 확인만 있으면 됩니다.

유리관 퓨즈

이상으로 이 글을 마칩니다. 궁금한 점이 있으시면 언제든 연락 주세요. 기꺼이 도와드리겠습니다.