신호 계전기 – 기본 사항 이해

계전기는 1835년부터 널리 사용되어 온 귀중한 전자 장치입니다. 이는 오래되었지만 여전히 다양한 산업에서 중요한 역할을 계속 수행하고 있습니다. 또한 먼 거리에서도 원격으로 회로를 조정할 수 있으므로 광범위한 응용 분야에서 매우 유용할 수 있습니다. 초기의 컴퓨터도 부울 논리 함수를 위해 여러 개의 계전기를 사용하여 구축되었습니다. 계전기의 주요 하위 범주 중 하나는 신호 계전기로, 특정 용도르 사용되며 통신 분야에서 종종 중요한 역할을 수행합니다. 이 기사에서는 신호 계전기에 대한 정의, 다른 계전기와의 차이점, 주요 선택 기준 등을 포함하여 신호 계전기를 소개합니다.

신호 계전기 기본 사항

신호 계전기는 기본적으로 전기적으로 작동하는 전기 기계 스위치로, 회로의 전류 흐름을 제어합니다. 신호 계전기는 접촉부 가까이의 코일을 흐르는 제어 전류로 생성되는 자기력을 사용하여 작동합니다. 따라서 작은 신호로 더 큰 신호를 제어할 수 있습니다. 이는 전력 계전기와 유사하지만 낮은 전압 및 전류(통상 2A 이하)를 처리하고 일반적으로 5V_DC ~ 30V_DC의 전압 정격으로 저전력 신호를 전환하도록 설계되었습니다. 이것이 바로 '저신호 계전기'로 알려진 이유입니다.

위에서 언급한 대로 신호 계전기는 낮은 전압 및 전류 응용 제품에 가장 적합한 전기 기계 계전기 유형이며 특별히 저전력에 대해 설계된 접촉부를 가집니다. 더 높은 전류 및 전압을 처리할 수 있는 전력 계전기는 특정 응용 제품에 대해서는 더 경제적일 수 있지만, 오디오 또는 비디오 회로의 저전력 신호를 변질시킬 수 있으므로 신호 계전기가 더 적합합니다. 신호 계전기는 기판 실장에 이상적인 소형 패키지로 제공되며 더 빠른 스위칭 시간을 제공합니다. 또한 무접점 계전기보다 일반적으로 가격이 낮고 전압 또는 전류 과도 현상의 영향을 받지 않으며 EMI/RFI에 민감하지 않습니다. 신호 계전기의 낮은 전력 수용으로 인해, 무접점 계전기보다 열 발생이 적으므로 일반적으로 회로 내에 열 관리 솔루션이 필요하지 않습니다.

그림 1: 저레벨 및 고레벨 계전기의 기본 비교 사항. (이미지 출처: Same Sky)

신호 계전기 이점

신호 계전기는 다른 전기 기계 계전기와 마찬가지로 프로젝트에 다음과 같은 다양한 이점을 제공합니다.

• 간단한 설계
• 전기 절연
• 견고한 작동
• 원거리 배선의 비용 절약
• 다중 패키징 및 기능 옵션
• EMI/RFI 내성

회로의 전력 요구 사항에 올바르게 정합될 경우 신호 계전기는 또한 다음과 같은 추가적인 장점을 제공합니다.

• 손쉬운 작동
• 소형 크기
• 저렴한 비용
• 기계적 충격에 대한 높은 내성
• 내부 코일과 접촉부 사이에 고절연 제공

신호 계전기의 주요 사양 및 선택

설계에 적합한 신호 계전기 모델을 선택할 때 고려해야 할 여러 요인이 있습니다.

• 전압 정격: 계전기가 전환할 수 있는 최대 전압(일반적으로 V_DC 또는 V_AC로 측정됨)
• 전류 정격: 계전기가 전환할 수 있는 최대 전류(암페어 단위로 측정됨)
• 접촉 저항: 부하 회로에 추가되는 저항(옴 단위로 측정됨)
• 코일 전압: 계전기 코일에 대한 정격 제어 전압
• 코일 전류: 코일이 정격 코일 전압에서 사용하는 정격 전류
• 접촉 형태: 계전기의 스위치 구성(극 개수 및 상시 개방 또는 상시 패쇄 구성). 예를 들면, SPDT(1 유형 C) 및 DPDT(2 유형 C)가 있습니다.
• 접촉 정격: 보장된 계전기 성능을 위한 전류 및 전압 값. 예를 들면, 일반적으로 1A @ 30V_DC로 표시됩니다.
• 스위칭 시간: 제어 전류가 인가되는 시점부터 접촉부가 폐쇄되는 시점까지(또는 그 반대) 계전기의 작동 속도
• 실장 유형: 응용 제품의 실장 방법. 일반적으로 스루홀 또는 PC 기판의 표면 실장입니다.
• 유전 강도: 계전기가 지정된 기간 동안 손상 없이 견딜 수 있는 최대 전압
• 작동 온도: 계전기가 기능 저하 없이 안전하게 성공적으로 작동할 수 있는 지정된 온도 범위

위의 목록을 유념하여 엔지니어는 프로젝트에 적합한 신호 계전기를 선택하는 절차를 시작할 수 있습니다. 먼저, 회로의 최대 스위칭 부하를 기준으로 필요한 전압 및 전류 정격을 결정합니다. 신호 계전기는 일반적으로 2A 이하에서 스위칭된다는 점을 기억하십시오.

다음으로, 필요한 제어 전압 및 유형을 식별하고(ac 또는 dc) 스위칭해야 할 극/회로 수를 지정합니다. 또한 회로/스위칭 배치에 상시 개방(NO) 또는 상시 폐쇄(NC)가 필요한지 여부를 확인합니다.

마지막으로, 회로에 장치를 실장하는 방법을 고려합니다(예: 패널 실장, DIN 레일, 표면 실장 도는 스루홀). 필요한 특정 파라미터를 결정하면 사양을 과도하게 지정하는 일 없이 시스템의 필요 사항을 충족하는 계전기를 식별할 수 있습니다.

그림 2: 신호 계전기를 선택하는 일반적인 단계. (이미지 출처: Same Sky)

신호 계전기 응용 제품

신호 계전기는 저전력 스위칭 기능 덕분에 소비자용 및 상업용 모두의 광범위한 응용 제품에 구현되고 있습니다. 신호 계전기는 대부분의 전자 부품이 처리할 수 있는 수준보다 높은 전압 및 전류를 가진 장거리 신호를 요구하는 네트워크 장치를 위한 효율적인 솔루션입니다. 신호 계전기는 또한 전력 계전기처럼 큰 전력을 요구하지 않는 신속 반응 응용 제품에도 유용합니다. 또한, 가정 및 사무실과 같은 일상적인 설정에서 온도 조절기는 낮은 전압 및 전류에서 작동하지만 용광로 또는 에어컨(AC) 장치에 신호를 보내야 합니다. 신호 계전기는 작은 저전력 제어 신호를 사용하여 메시지를 난방 장치 또는 AC 장치에 전송하여 이러한 장치가 적절한 조치를 수행할 수 있도록 합니다.

결론

전자 시스템이 계속적으로 발전함에 따라 스위칭 신호와 스위칭되는 신호 사이에서 완전한 전기 분리에 대한 필요성이 자주 발생합니다. 신호 계전기는 원거리에서 전류 및 전압을 안전하게 제어하는 데 필요한 솔루션을 제공합니다.

이러한 장치는 다양한 소비자용 및 산업용 제품 및 시스템에서 광범위하게 사용되어 서로 다른 유형의 회로에서 전력을 전환합니다. 설계 요구 사항을 파악한 Same Sky는 엔지니어의 저레벨 전류 스위칭 요구 사항을 충족하는 다양한 신호 계전기를 제공합니다.