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단자대 - 주요 사항 정리

작성자: Ryan Smoot, 기술 지원 엔지니어, CUI Devices

모든 엔지니어의 커넥터 도구 상자에서 중요한 부품은 단자대입니다. 단자대는 다양한 응용 분야에서 반영구적이고 안정적인 전선 연결을 제공하기 위해 오랫동안 사용되어 왔습니다. 연결 단자, 단자 커넥터 또는 나사 단자 등으로도 불리는 단자대는 모듈식 하우징 및 두 개 이상의 전선을 함께 연결하는 절연체로 구성됩니다. 이러한 연결은 반영구적인 특징을 지니므로, 단자대는 현장에서 검사 및 수리 절차를 간소화합니다. 단자대는 비교적 단순한 부품이지만 이에 대한 기본적인 지식과 함께 사양을 알아두면 올바른 선택을 하는 데 도움이 됩니다. 이 기사에서는 관련 도움이 필요한 엔지니어를 지원하기 위해 일반적인 단자대 유형, 주요 전기적, 기계적 고려사항 및 추가 정보를 자세히 다룹니다.

일반적인 구성

PCB 실장, 장벽 스트립 및 피드 스루는 설계 시 가장 일반적으로 사용되는 세 가지 단자대 유형입니다. 다음 표에서는 이 서로 다른 세 가지 유형의 기본 원리, 실장 유형 및 구성에 대해 설명합니다.

PCB 실장 장벽 스트립 피드 스루
개요 일반적으로 유럽형 또는 전선 기판 간 단자대로 알려짐 주로 진동이 중요한 응용 분야에서 사용됨 두 전선을 함께 연결하거나 전선 간 연결을 하기 위해 활용됨
실장 유형 일반적인 풋프린트에서 하우징이 PCB에 직접 남땜됨 단순 또는 종단 전선을 수용하는 단자를 스크루 다운함 DIN 레일 실장 패키지 유형에서 주로 사용됨
구성 단일, 이중 또는 다중 레벨 1열 또는 2열 단일, 이중 또는 다중 레벨
구현 단순 전선이 모듈에 삽입되고 클램프를 통해 하우징에 고정됨 단순 또는 종단 전선이 나사에 삽입되어 하우징에 조여짐 연결을 위해 두 개의 별도 전선이 하우징의 각기 반대편에 삽입됨

중요한 전기적 사양

단자대의 일반적인 유형에 대해 알아보았으니, 이제 설계 단계에서 고려해야 할 여러 주요 전기적 사양에 대해 살펴보도록 하겠습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

전류 정격: 일반적으로 단자대 설계에서 고려해야 할 가장 중요한 사양은 전류 정격입니다. 이는 단자의 전도율, 횡단면 면적 및 이에 상응하는 온도 상승의 세 가지 영역에 따라 결정됩니다. 단자대를 선택할 때, 모듈이 시스템의 예상 최대 전류의 150% 이상의 전류 정격을 제공하는 것이 좋습니다. 단자대가 올바로 정격되지 않았거나 너무 높은 전류로 작동되는 경우, 과열 및 단자대의 손상으로 인해 심각한 안전 문제가 발생할 수도 있습니다.

전압 정격: 단자대의 전압 정격은 단자대 하우징의 피치 및 유전체 강도에 의해 다소 영향을 받습니다. 전류 정격과 동일하게, 단자대의 전압 정격은 연결을 손상시킬 수 있는 전압 서지를 고려하는 동시에 최대 시스템 전압보다 커야 합니다.

극 수: 극 수는 단자대에 포함된 개별 회로의 수를 나타내는 일반적인 방법입니다. 이 사양은 일반적으로 단일 극부터 24극에 이르는 범위를 지닙니다.

피치: 피치는 인접한 극까지의 중심 거리로, 연면거리, 전압/전류 및 공간거리 등의 요소가 고려되는 단자대의 전체 정격에 의해 결정됩니다. 일반적인 피치 값으로는 2.54mm, 3.81mm, 5.0mm 등이 있습니다.

전선 크기/유형: 북미에서 AWG(American Wire Gauge) 단위로 지정된 단자대에는 전선이 하우징에 물리적으로 잘 맞을 수 있도록 모듈이 수용할 수 있는 전선의 크기 또는 게이지가 나열됩니다. 다행히 대부분의 단자대는 얼마간의 허용 오차 범위를 지니며 18AWG ~ 4AWG 또는 24AWG ~ 12 AWG와 같은 범위의 전선 크기를 수용할 수 있습니다. 선택한 모듈 유형에 따라 전선 게이지뿐만 아니라 전선 유형을 고려해야 하는 경우도 있습니다. 나사 단자에는 연선 또는 다중 코어 전선이 이상적이며, 푸시인 유형 단자대에는 단일 코어 전선이 주로 사용됩니다.

중요한 기계적 사양

다음으로는 단자대의 실장 면적, 방향 및 설계 내에서 단자대 연결의 접근성과 관련된 기계적 사양에 대해 알아보도록 하겠습니다. 중요한 기계적 요소는 다음과 같습니다.

전선 삽입 방향: 가장 일반적인 단자대 방향은 가로(90°), 세로(180°) 및 45°입니다. 이러한 결정은 설계의 레이아웃 및 어떤 방향이 가장 적합하며 가장 효과적인 연결에의 접근성을 생성하는지에 따라 달라집니다.

일반적인 단자대 방향 이미지 그림 1: 일반적인 단자대 방향(이미지 출처: CUI Devices)

전선 고정 방법: 방향과 마찬가지로 단자대의 전선을 고정하는 방법도 나사 단자, 푸시 버튼 또는 푸시인 세 가지가 있습니다. 세 가지 유형은 각각 이름 그대로의 특징을 지닙니다. 나사 단자 또는 나사 유형 단자대에는 나사가 있어, 나사를 조이면 클램프가 닫혀서 전선이 컨덕터에 고정됩니다. 푸시 버튼을 사용하면 버튼을 누르는 간편한 방식으로 클램프를 열고 전선을 삽입할 수 있으며, 그런 다음 버튼을 놓으면 전선 위로 클램프가 닫힙니다. 푸시인 단자대를 사용하면 전선을 하우징에 직접 삽입할 수 있으며, 클램프를 열기 위한 나사나 버튼 없이도 연결할 수 있습니다.

일반적인 전선 고정 방법 이미지그림 2: 일반적인 전선 고정 방법(이미지 출처: CUI Devices)

인터로킹 및 단일 부품: 단자대는 인터로킹 또는 단일 하우징으로 구성될 수 있습니다. 인터로킹 단자대는 일반적으로 2극 또는 3극 버전으로 제공되며, 엔지니어가 여러 극 수에 신속하게 도달하거나 동일한 모듈 유형의 다른 색상을 함께 연결할 수 있도록 합니다. 단일 부품 단자대는 단일 모듈에서 모든 극을 포함하며, 설계 요구 사항에 따라 더 우수한 견고성 및 내구성을 제공합니다.

인터로킹 및 단일 부품 단자대 이미지그림 3: 인터로킹 및 단일 부품 단자대(이미지 출처: CUI Devices)

전선-하우징 방법: 주요 연결의 잦은 연결 및 분리가 요구되는 경우는 플러그형 단자대가 좋은 옵션입니다. 전선을 모듈식 플러그에 삽입하는 방식으로 작동되며, PCB의 고정된 리셉터클로 연결되어 개별 전선을 다룰 필요 없이 간편하게 분리할 수 있습니다.

플러그형 단자대의 플러그 및 리셉터클 연결 이미지그림 4: 플러그형 단자대의 플러그 및 리셉터클 연결(이미지 출처: CUI Devices)

안전 등급 및 추가 고려 사항

UL과 IEC는 단자대 인증을 위한 주요 안전 기관입니다. 단자대 규격서에는 UL 및/또는 IEC의 안전 표준이 표시되는데, 대부분의 경우 그 값이 서로 다릅니다. 이는 각 기관이 테스트에서 서로 다른 표준을 사용하기 때문이며, 따라서 엔지니어가 규정을 준수할 단자대를 선택하려면 전체 시스템 안전 요구 사항을 아는 것이 중요합니다.

많은 설계에서 나중에 깨닫게 되는 부분이지만, 단자대 하우징 또는 버튼의 색상 맞춤화는 유용할 수 있습니다. 단자대의 고유한 색상을 선택하면 복잡한 시스템의 연결 지점을 쉽게 연결하고 잘못된 연결을 방지할 수 있습니다.

마지막으로, 극한 온도를 고려해야 하는 환경 또는 응용 분야를 위해서는 높은 온도 정격을 갖춘 단자대를 선택해야 합니다.

결론

엔지니어가 다양한 모듈 유형뿐만 아니라 주요 전기 및 기계 사양에 대한 폭넓은 이해를 갖춘다면, 다양한 전기 시스템 연결 관련 요구 사항을 더욱 효과적으로 충족할 수 있습니다. CUI Devices의 단자대 제품 라인은 엔지니어의 선택 과정을 간편화할 수 있도록 다양한 색상 옵션과 구성을 제공합니다.

면책 조항: 이 웹 사이트에서 여러 작성자 및/또는 포럼 참가자가 명시한 의견, 생각 및 견해는 Digi-Key Electronics의 의견, 생각 및 견해 또는 Digi-Key Electronics의 공식 정책과 관련이 없습니다.

작성자 정보

Ryan Smoot, 기술 지원 엔지니어, CUI Devices

Ryan Smoot는 CUI Devices 제품에 대한 광범위한 지식을 바탕으로 현장에 필요한 다양한 기술 및 응용 제품 관련 지원을 고객에게 제공합니다. 또한 관리 중인 방대한 CUI Device CAD 모델 라이브러리를 통해 엔지니어의 제품 설계 간소화 작업에 필요한 유용한 자료를 제공하고 있습니다.