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아날로그 프론트 엔드란?

아날로그 프론트 엔드는 센서 등의 신호를 감지하는 장치와 디지털 신호 처리 장치를 연결하는 아날로그 회로 세트입니다.

Analog Front End의 머리글자를 따서 AFE라고 부르기도 합니다. 또한, 아날로그 프런트엔드의 주요 역할은 센서에서 출력된 아날로그 신호를 디지털 회로와 연결하기 위해 조정하는 역할을 하기 때문에 신호 조정 회로라고 부르기도 합니다.

센서 등에서 감지한 아날로그 신호는 매우 약하고 잡음 성분이 많이 포함되어 있는 경우가 많기 때문에 이 아날로그 신호의 노이즈 제거, 증폭 등의 조정이 필요합니다.

아날로그 프론트 엔드의 사용 용도

아날로그 프론트 엔드의 사용 용도는 각종 센서 모듈의 제어에 사용됩니다.

현재를 흔히 IoT 시대라고 부르는데, 수많은 센서 모듈 중에서도 IoT 센서 모듈은 IoT 시대에 중요한 역할을 합니다. 기본적인 시스템 구성은 물리현상을 아날로그 값으로 센서를 통해 감지하고, 이를 디지털 신호로 변환한 후 마이컴으로 디지털 처리한 후 무선통신칩으로 클라우드에 업로드하는 흐름입니다.

이 구성에서 센서, 무선통신칩과 함께 중요한 역할을 하는 것이 아날로그 프런트엔드인데, IoT 센서 모듈의 성능을 높이기 위해서는 센서의 특성을 최대한 살리면서 디지털 처리를 할 수 있도록 AFE를 적절히 설계해야 합니다.

아날로그 프론트 엔드의 원리

아날로그 프론트 엔드의 원리는 센서 출력값의 아날로그 정보와 디지털 회로를 정확하게 연결하기 위한 각종 회로적인 궁리에 있습니다. 구체적으로, 일반적인 센서 출력은 노이즈가 많고 신호 자체가 미약하기 때문에 노이즈 제거 및 신호 증폭을 위한 필터와 증폭기를 사용해야 합니다. 필요한 회로는 AFE에 집적된 후 아날로그 신호를 디지털 값으로 변환하기 위한 A/D 컨버터와 일체화됩니다.

A/D 컨버터는 델타 Σ 변조를 이용한 타입이 일반적으로 사용되며, 회로 규모는 취급하는 데이터 양에 따라 16bit에서 32bit 정도까지가 일반적입니다. 증폭기 회로에는 계측 증폭기, 연산 증폭기, 트랜스 임피던스 증폭기 등이 있으며, 광범위한 센서 신호의 조정을 위해 여러 단계의 스위칭 기능이나 이득 조정 기능 등을 가지고 있습니다.

AFE 자체는 SPI 등의 시리얼 통신 제어를 위한 디지털 회로로 동작해야 하며, 이를 위한 시리얼 인터페이스용 디지털 회로도 구비되어 있습니다.

아날로그 프론트 엔드의 기타 정보

반도체 칩은 고성능인 경우가 많으며, 아날로그 프론트 엔드에는 자유도가 높은 디스크리트 제품부터 많은 기능을 집적한 집적형 제품까지 있습니다. 여러 기능이 집적되어 있으면 비교적 편리하게 사용할 수 있습니다.

집적도가 높은 아날로그 프론트 엔드 칩은 아날로그 프런트엔드를 압력센서, 온도센서 등에 집적시킨 것 등 고기능의 제품도 많이 출시되고 있습니다. 앰프나 A/D 컨버터 등을 하나의 칩에 집적하고, 센서 소자의 특성에 따라 AFE부의 특성이나 전류원의 특성을 조정할 수 있는 기능 등을 갖추고 있습니다. 그 이유는 일반적으로 센서 소자는 온도나 강도에 따라 다양한 출력 편차를 갖는 경우가 많기 때문입니다. 그 보정 기능도 AFE로서 매우 중요한 특성이 됩니다.

또한, 광학 센서용 아날로그 프론트엔드에는 광학 소자와 통합되어 패키지로 제공되는 것, 광학 소자를 포함하지 않고 AFE 기능만으로 연결되는 광학 소자를 자유롭게 선택할 수 있는 것 등 다양한 종류가 있습니다.

IGBT 모듈이란?

IGBT 모듈은 여러 개의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 하나의 모듈에 집적시킨 고집적 모듈을 말합니다.

IGBT는 기존에 사용되던 베이스 전류 제어형 바이폴라 트랜지스터와 게이트 전압 제어형 전계효과 트랜지스터(FET)의 단점을 개선한 게이트 전압 제어형 바이폴라 트랜지스터의 장점을 소자 구조 및 공정상의 궁리로 조합하여 쇼와 말기에 일본에서 발명되었습니다.

초기에는 절연 게이트 타입의 바이폴라 트랜지스터로 불렸으며, 이후 ‘Insulated Gate Bipolar Transistor’의 머리글자를 따서 IGBT로 불리게 되었습니다.

IGBT 모듈의 사용 용도

지금은 파워 일렉트로닉스 기술이라고 불리지만, 당시 IGBT는 일반 대중에게 잘 알려지지 않은 전문가들만의 특별한 세계의 기술이었습니다. 그러다 인버터 에어컨을 비롯한 가전제품의 인버터화(전력변환 기술을 통한 에너지 절감)와 부품의 소형화, 고효율 모듈화에 따라 그 안에 들어있는 IGBT 모듈의 용도는 대전력 제품을 중심으로 비약적으로 확대되었습니다.

현재 큰 전력을 필요로 하는 제품에 IGBT와 그 모듈이 당연하게 사용되고 있다는 것은 이미 널리 알려진 사실입니다.

IGBT 모듈의 원리

IGBT는 대전류가 흐르는 부분은 기존의 바이폴라 트랜지스터 구조를 채택하고, 바이폴라의 제어부인 베이스 부분을 (이전에는 약전계 신호회로에만 채용되어 고속 제어가 가능하고 손실이 적은) FET의 게이트 회로 구조로 전환한 일본이 만든 획기적인 파워 반도체입니다. 이를 여러 개로 묶어 보호 회로용 다이오드, 구동 회로용 IC 등을 포함하여 소형 고기능으로 모듈화한 것이 IGBT 모듈입니다.

IGBT는 단품(디스크리트)으로도 부품으로 존재하며, 모듈과 유사한 회로를 단품으로 구성할 수 있습니다. 그러나 단품으로 회로를 구성할 경우, 일반적으로 기판의 크기가 모듈의 두 배 이상이 되거나, 기판 패턴 배선의 영향으로 신호 지연, 불안정성 등 오동작이 발생할 가능성도 우려되는 등 사용자에게 많은 어려움이 있습니다.

반면, 모듈화를 통해 고밀도 배선 구현이 가능하고, 방열 개선으로 인한 신뢰성까지 고려되어 사용자는 비교적 간편하게 IGBT를 자신의 제품에 적용할 수 있습니다. 이것이 IGBT 단품이 아닌 IGBT 모듈을 사용하는 가장 큰 장점이라고 할 수 있습니다.

IGBT 모듈의 실례로, 주류 브러시리스 모터를 구동하는 6개의 IGBT를 수납한 모듈을 예로 들어 설명합니다. 모듈의 패키지 내부에 절연재가 채워져 있는 것이 특징이며, 모듈 내 배선도 최대한 짧고 굵게 만들어 전기적 손실을 줄였습니다.

또한 방열판도 추가되어 단품으로 기판에 실장하는 것보다 훨씬 저손실, 고방열의 IGBT 동작이 가능합니다. 따라서 모듈화에 따라 단품(디스크리트) 대응에 비해 고효율 동작과 장치의 소형화를 동시에 실현할 수 있습니다.

IGBT 모듈의 기타 정보

IGBT 모듈의 진화(IPM)

현재 IGBT 모듈은 더욱 진화한 IPM(IGBT에 외장형이었던 고내압 드
라이버를 내장한 모듈: Intelligent Power Module) 등으로 불리며, 그 기술 혁신은 지금도 계속되고 있습니다. 기존의 여러 개의 IGBT를 하나의 패키지에 집적한 모듈을 더욱 고성능, 고기능화하기 위해 IGBT 전용 구동 IC와 과전류 과열 보호 목적의 각종 보호회로용 IC를 IGBT와 함께 집적하고, 소형 방열성 대책을 적용한 모듈을 IPM이라고 부르기도 합니다.

IPM은 IGBT의 원조인 일본이 강점을 가진 기술로 세계를 선도하고 있는 분야입니다. 또한 최근 와이드 밴드갭 반도체인 SiC나 GaN과 같은 신규 반도체 소재를 이용한 파워일렉트로닉스 분야도 급부상하고 있으며, Si 기판의 IGBT를 EV 등 전기자동차 분야를 대표적으로 특성이 더욱 우수한 SiC-MOSFET이나 GaN-FET로 대체하려는 움직임도 나타나고 있습니다.

하지만 이들 신규 반도체 소재 기판은 아직 웨이퍼 대구경화, 비용, 제조능력 측면에서 Si 기판에 미치지 못하기 때문에 당분간 제품 용도별 디바이스 및 모듈의 분화가 지속될 것으로 보입니다.

에어 리크 테스터란?

에어 리크 테스터(영어: air leak tester)는 대상물 내부에서 발생하는 공기 누출을 감지하는 장비입니다.

대상물 내부를 가압 또는 감압하고 그 압력을 직압식, 차압식 등 다양한 방식으로 감지하여 누출 테스트를 수행합니다. 대상물의 형태나 내부에 공기나 물 이외의 물질이 들어있는지 등에 따라 적합한 에어 리크 테스터의 형식이 달라집니다.

비눗물 등으로 하는 간이 누출 테스트와 달리 에어 리크 테스터를 사용하면 누출 부위와 누출량을 정확하게 감지할 수 있습니다.

에어리크 테스터의 사용 용도

에어리크 테스터를 사용하면 단순한 누출 점검뿐만 아니라 누출량의 정량적 파악과 검사의 자동화가 가능해집니다.

구체적인 누출 검사는 다음과 같습니다.

• 냉각용 수도배관의 피팅
• 가스 레인지나 가스 실린더의 레귤레이터
• LPG나 탄산가스 등 고압가스 압력용기
• 자동차의 실린더나 오일 펌프 등 각종 부품
• 의료기기의 수혈용 펌프
• 토목 기기의 유압 배관 및 유압 실린더

또한, 유량 제어를 하는 회로 등의 누설 테스트에도 사용되며, 자동차 부품 검사에 많이 사용되는데, 이는 워셔액 탱크나 에어백 등 공기 누출이 허용되지 않는 부품이 자동차 부품에 많기 때문입니다.

에어리크 테스터의 원리

누설시험의 방법은 ‘JIS Z 2330:2012 누설시험방법의 종류 및 그 선택’에 상세히 규정되어 있습니다.

공기 등 기체를 사용하는 누설시험에는 침몰법, 발포법, 압력변화법, 차압변화법, 유량측정법, 초음파법 등 여러 가지가 있습니다.

1. 침몰법
침몰법은 대상물을 기체로 가압하여 액체가 담긴 탱크에 대상물을 잠기게 하여 거기서 나오는 기포를 확인하는 방법입니다. 주로 육안으로 검사하기 때문에 작업자의 숙련도가 필요하고 편차가 발생한다는 단점이 있다. 또한 정량적인 데이터 관리가 어렵습니다.

2. 발포법
대상물 표면에 계면활성제 등을 포함한 발포액을 도포하여 기체 누출을 발포 현상으로 검출하는 방법입니다. 액몰법에 비해 누출 감도가 높은 방식입니다.

3. 압력 변화법
압력 변화법은 대상물에 내압을 가하거나 감압하여 내부 압력이 일정하게 유지되는 압력을 확인하는 방법입니다.

4. 차압변화법
차압변화법은 압력을 가하는 방법은 압력변화법과 거의 동일하며, 측정 기준품과 대상물과의 차압 변화를 확인하는 방법입니다.

5. 유량 측정법
유량 측정법은 대상물에 내압을 가하여 누설로 인한 공기를 보충하는 유량을 측정하는 방법입니다.

6. 초음파법
대상물의 누설 부위에서 가스가 누출될 때 발생하는 초음파를 초음파 검출기로 감지하는 방식입니다.

에어 리크 테스터의 종류

에어리크 테스터는 크게 직압식과 차압식으로 나뉩니다.

1. 직압식 에어 리크 테스터
직압식 에어 리크 테스터는 실제 압력을 연속적으로 측정하여 리크 테스트를 수행합니다. 먼저 대상물을 가압 또는 감압합니다. 가압, 감압 과정 중에는 공기의 온도와 부피가 안정적이지 않고 압력이 불안정하기 때문에 일정한 압력으로 평형을 이룰 때까지 기다립니다.

평형 상태를 확인한 후, 거기서부터 압력을 연속적으로 측정합니다. 만약 어딘가에 누출이 있으면 이 압력이 서서히 내려가기 때문에 이를 감지하여 누출을 확인할 수 있습니다.

2. 차압식 공기 누출 검사기
차압식 에어 리크 테스터는 기준 압력과의 차압을 측정하는 방식입니다. 이 방법은 마스터라는 누출이 없는 계측물을 준비하고, 그 마스터와 대상물을 연결합니다.

이후 직압식과 마찬가지로 가압, 평형 절차를 거쳐 마스터와 대상물 사이에 연결한 센서를 통해 압력차를 측정합니다. 만약 대상물 어디에도 누출이 없다면 차압이 발생하지 않지만, 대상물에 누출이 있으면 누출량에 따른 차압이 감지됩니다.

에어 리크 테스터 선택 방법

1. 공작물의 특징
가압하에서 사용되는 공작물이나 공작물 내부에 액체가 들어가는 것은 가압방식의 리크 테스터가 적합합니다.

2. 공작물의 형상
예를 들어, 개구부가 많은 것은 내압식 타입이, 개구부가 적은 것은 외압식 리크 테스터가 적합합니다.

3. 감압 방식
공작물이 부압 하에서 사용되는 경우, 감압 방식의 누출 테스터를 선택합니다.

에어리크 테스터의 기타 정보

에어리크 테스터 도입의 장점

1. 자동화 및 노동력 절감
리크 테스트는 압력 변화 등을 수치화할 수 있기 때문에 자동 검사가 가능합니다. 리크 테스터를 통해 노동력을 절감할 수 있습니다.

2. 품질 향상
누출 검사를 정량적으로 파악할 수 있고, 사람의 숙련도에 의존하지 않고 검사할 수 있기 때문에 정확도가 향상되어 품질 향상에 기여합니다. 또한, 데이터의 통계 처리 및 분석이 가능합니다.

3. 비용 절감
클레임 감소, 불량률 감소, 검사 효율화 등 비용 절감의 이점이 있습니다.

바코드 프린터란?

바코드 프린터는 각종 정보를 바코드와 숫자로 표현한 바코드를 특정 용지에 인쇄하는 기계입니다.

바코드에는 13개의 숫자가 기재되어 있습니다. 숫자는 처음 2자리가 국가 코드, 다음 7자리가 제조사 코드, 그 다음 3자리가 품목 코드입니다. 마지막 1자리는 판독 확인용 코드입니다. 오류를 방지하기 위한 목적으로 사용됩니다.

바코드 프린터의 사용 용도

바코드 프린터는 다양한 제품의 제품 정보 등을 나타내는 바코드를 인쇄하는 데 사용됩니다. 바코드에는 공산품의 로트, 상품 정보 및 가격 등의 정보가 담겨 있습니다.

바코드는 다양한 분야에서 사용되기 때문에 바코드 프린터의 사용 용도는 매우 광범위하다고 할 수 있습니다.

바코드 프린터의 원리

바코드 프린터의 원리는 인쇄 방식에 따라 다릅니다. 바코드 프린터의 인쇄 방식에는 다양한 종류가 존재하며, 크게 5가지로 나뉩니다.

1. 임팩트 방식

임팩트 방식은 다시 ‘드럼 임팩트 방식’과 ‘와이어 도트 임팩트 방식’으로 나눌 수 있습니다.

• 드럼 임팩트 방식
  드럼 임팩트 방식은 기존에 많이 사용되던 방식입니다. 인쇄 드럼의 외곽에 바코드 패턴을 형성하는 바코드 문자로 불리는 각인을 미리 만들어 놓고, 이를 대지에 압착하여 패턴을 전사하는 방식입니다. 그러나 이 방식은 유지보수가 번거롭다는 등의 문제로 최근에는 많이 사용되지 않고 있습니다.
• 와이어 도트 임팩트 방식
  와이어도트 임팩트 방식은 일반 OA 프린터에 사용되는 임팩트 프린터와 동일한 원리로 인쇄를 합니다. 프린터의 잉크 리본의 바코드 패턴에 따라 압력을 가하여 인쇄물에 패턴을 전사하는 방식입니다. 이 방식은 운영비용이 저렴하다는 장점 때문에 지금도 사용되고 있습니다.

2. 감열 방식

감열 방식에서는 인쇄 헤드 내에 ‘써멀 헤드’라는 바코드 패턴을 나타내는 발열소자(발열체)를 내장하고 이를 가열하여 인쇄하는 방식입니다.

인쇄 헤드에 닿도록 감열지를 배치하고 바코드 인쇄 시에만 발열체에 전류를 흘려주면 감열지에 바코드 패턴이 인쇄되는 구조입니다.

인쇄되는 면의 감열지가 직접 변색되는 방식이기 때문에 일반 인쇄 방식에서 필요한 소모품인 잉크 리본 등이 필요 없어 저렴한 비용으로 운영이 가능합니다. 현재 식품 분야 바코드의 대부분이 이 방식으로 인쇄되고 있습니다.

3. 열전사 방식

열전사 방식은 감열 방식에 가까운 방식입니다. 감열 방식이 감열지를 이용하는 반면, 열전사 방식은 감열 헤드와 대지 사이에 잉크론을 끼워 넣어 인쇄하는 방식입니다.

즉, 써멀헤드에 전류를 흘리면 잉크 리본의 써멀헤드 패턴에 맞는 부분만 용융되어 용지에 부착되어 인쇄됩니다. 이 방식은 종이뿐만 아니라 폴리에스테르, PVC, 알루미늄 호일 등에도 인쇄가 가능합니다.

4. 정전기 방식

정전기 방식은 OA 기기의 복사기(PPC)와 같은 원리로 바코드를 인쇄하는 방식입니다. 감광 드럼에 바코드 패턴에 따라 정전기로 인쇄 이미지를 형성하고, 이 인쇄 이미지에 토너를 부착시킵니다.

이 토너를 용지에 전사하여 열 또는 빛으로 정착시키면 인쇄가 완료되며, OA 기기의 복사기와 같은 원리로 고품질, 고밀도 인쇄가 가능한 것이 특징입니다.

5. 잉크젯 방식

잉크젯 방식은 잉크젯 프린터의 원리로 바코드를 인쇄합니다. 즉, 인쇄 헤드의 잉크 노즐에서 고속으로 조사되는 잉크를 편향판의 틈새를 통해 원하는 인쇄 위치로 제어하여 바코드를 표현합니다.

잉크젯 방식은 잉크를 직접 종이 등의 용지에 인쇄하기 때문에 운영비용이 저렴합니다. 또한 종이 이외의 플라스틱, 금속, 유리 등에도 직접 인쇄할 수 있는 것이 특징입니다.

바코드 프린터의 기타 정보

1. 핸디형 바코드 프린터

바코드 프린터에도 휴대가 간편한 핸디형 바코드 프린터가 있으며, 감열식, 잉크젯식 등이 있습니다.

PC나 스마트폰, 태블릿 등에서 정보를 불러와 그 자리에서 바코드를 인쇄할 수 있습니다. 창고 내 등에서 즉석에서 바코드를 발행할 수 있기 때문에 작업 효율 향상과 인적 오류 예방에 기여하고 있습니다.

2. 사용 시 주의사항

바코드를 부착하는 기간에 따라 감열식과 열전사식을 구분하여 사용해야 합니다. 감열식 바코드 리더기는 감열지를 사용합니다. 따라서 바코드 부착 기간이 길어지면 감열지 자체가 변색되어 바코드 판독이 어려워집니다.

따라서 장시간 바코드를 부착할 경우 열전사식 바코드 프린터를 사용하는 것이 좋습니다. 열전사식 바코드 프린터는 잉크 리본의 잉크를 열전사하여 인쇄하기 때문에 부착 기간이 길어도 바코드가 변색되지 않습니다. 바코드 부착 기간이 길지 않다면 잉크 리본이 필요 없고 가격이 저렴한 감열식 바코드 프린터를 추천합니다.

볼 스플라인이란?

볼 스플라인은 직동안내기계의 하나로, 주로 부드러운 직선 운동을 하고자 하는 곳에 사용되는 기계 요소입니다.

볼 스플라인에는 스플라인이라는 직선 운동의 축이 되는 샤프트의 길이 방향으로 연속적으로 파낸 홈이 있습니다. 샤프트 위에서 스플라인 너트라는 외통 부품으로 끼워 넣음으로써 축 방향의 부드러운 동작과 회전 동작을 한 축으로 구현할 수 있습니다.

볼 스플라인과 유사한 기계 요소는 여러 가지가 있지만, 그 중에서도 비교적 큰 하중을 받으면서 부드러운 직선 이동과 축 방향의 회전 동작을 동시에 전달하고자 할 때 가장 적합한 기계 요소입니다.

볼 스플라인의 사용 용도

볼 스플라인은 다양한 산업용 기계에서 회전 동작과 수직 동작이 동시에 필요한 경우에 사용됩니다. 예를 들어, 로봇의 팔 끝 동작, 회전 연마 장치와 같이 회전과 공작물에 대한 압착을 동시에 수행해야 하는 경우도 볼 스플라인의 사용 용도 중 하나입니다.

또한, 반송장치 등 부드러운 장행정 1축 동작이 필요한 경우에도 사용됩니다.

볼 스플라인의 원리

볼 스플라인은 볼의 회전과 스플라인의 맞물림에 의해 회전 토크가 전달됩니다. 먼저 구름은 가이드가 되는 샤프트 외부에는 여러 개의 가이드 홈과 스플라인 너트라는 외통 부품 내부에 임의의 곡률을 가진 타원형 궤도 사이에서 여러 개의 강구가 굴러가는 구조입니다.

강구에는 윤활유가 도포되어 있어 스플라인 너트와 스플라인 샤프트 사이에서 매우 작은 마찰력으로 굴러갑니다. 한편, 샤프트가 회전할 때 강구는 스플라인 홈에 맞물려 있기 때문에 샤프트와 스플라인 너트는 회전 방향이 틀어지지 않습니다. 이 두 가지 메커니즘을 통해 스플라인 축을 따라 직선 운동과 회전 운동을 하나의 축으로 실현할 수 있습니다.

볼 스플라인 선택 방법

모든 볼 스플라인의 내부 구조는 거의 동일합니다. 하지만 스플라인 축의 크기 등에 따라 대응할 수 있는 하중과 토크가 달라집니다. 따라서 사용하는 장비의 설계에 따라 적절한 스플라인 축의 크기를 선택하는 것이 중요합니다.

또한, 부식성 가스나 습기가 많은 공간에서의 사용이 예상되는 경우 소재를 스테인리스 재질로 하거나, 고청정도가 요구되는 상황에서는 볼의 윤활유를 전용 윤활유로 변경하는 등 사용 환경에 맞는 옵션을 검토하는 것도 빼놓을 수 없는 부분입니다.

볼 스플라인의 기타 정보

1. 로터리 볼 스플라인

로터리 볼 스플라인은 하나의 어셈블리에서 직선 및 회전 운동을 할 수 있는 메커니즘을 가지고 있는 기계 요소입니다. 일반적인 볼 스플라인에 더욱 독립적으로 부드러운 회전 운동을 할 수 있도록 크로스 롤러라는 메커니즘이 추가된 것이 특징입니다.

스플라인부와 회전부가 일체형이기 때문에 기존 메커니즘에 비해 부품 수를 대폭 줄일 수 있으며, 장착의 누적 오차를 줄일 수 있습니다. 또한, 볼 스플라인의 외통에 직접 크로스 롤러가 배치되어 있어 가볍고 콤팩트하게 구성할 수 있는 것이 특징입니다. 기존 기구보다 경량화 및 설치성이 향상됩니다.

로터리 볼 스플라인은 스칼라 로봇이라 불리는 수평 다관절형 산업용 로봇을 포함한 조립기, 로더, 레이저 밀링 가공 등에 사용됩니다.

2. 볼 스플라인과 리니어 부싱의 차이점

리니어 부싱은 롤링 가이드의 직동 메커니즘으로 리니어 샤프트와 함께 사용되며, 강구의 롤링을 이용하여 무한한 직선 운동을 합니다. 외관상 가장 큰 차이점은 샤프트에 스플라인 홈이 있는 것이 볼 스플라인, 샤프트에 홈이 없는 것이 리니어 부싱입니다.

리니어 부싱은 볼이 부싱에 대해 직선으로 배열되어 있어 볼과 축이 점접촉으로 슬라이딩합니다. 이에 비해 볼 스플라인은 볼이 스플라인 축의 홈 위를 회전하기 때문에 볼과 축의 접촉 면적이 넓고, 회전 방향으로의 이탈이 없기 때문에 토크도 동시에 전달할 수 있습니다.

칩 저항기란?

칩 저항기는 표면 실장 저항기라고도 하며, 작은 세라믹 기판 위에 금속막을 저항체로 형성한 직육면체의 저항기입니다.

일반적으로 칩 부품은 소형 표면 실장형 수동 부품 전반을 말합니다. 콘덴서, 저항기, 퓨즈, 코일, 변압기 등으로 칩 부품이 만들어지는데, 모두 고정 전극을 갖추고 있는 것이 특징입니다.

기존의 저항기는 인쇄기판의 구멍에 삽입하기 위해 유연한 리드선을 전극으로 사용했지만, 칩 저항기는 고정 전극을 인쇄기판 표면에 직접 납땜하는 방식입니다.

칩 저항기의 사용 용도

저항은 커패시터, 코일과 함께 전자 회로에서 가장 기본적인 수동 소자입니다. 칩 저항은 전류 제한, 전압 감지, 바이어스 전압 설정 등 다양한 역할을 수행하며 모든 전자기기에서 사용되고 있습니다.

특히 최근에는 휴대폰과 스마트폰을 중심으로 한 이동통신 분야에서 수요가 급증하고 있습니다. 칩저항기는 목적과 용도에 따라 다양한 제품이 판매되고 있기 때문에 요구 성능에 따라 저항기의 성능과 특징을 잘 파악하여 사용해야 합니다.

칩 저항기의 원리

칩 저항기는 세라믹 기판 위에 형성하는 저항체에 따라 다음 세 가지로 분류됩니다.

1. 후막 칩 저항기

후막 칩 저항은 금속 유약을 저항체로 사용하여 수 μm 정도의 두께의 피막을 형성합니다. 후술할 박막 칩 저항기보다 두껍기 때문에 후막 칩 저항기라고 부릅니다.

금속 유약막을 형성한 후, 저항체의 일부를 다듬어 저항값을 조정할 수 있습니다. 스크린 인쇄법을 이용하여 금속 유약막을 세라믹 기판 위에 단번에 형성할 수 있기 때문에 비교적 저렴하고 범용적인 저항기입니다. 상수와 크기는 다양한 종류가 있습니다.

2. 박막 칩 저항기

구조는 후막 칩 저항기와 거의 동일하지만, 저항체는 금속 합금이며, 진공 증착법을 사용하여 세라믹 기판 위에 저항체를 형성합니다. 이 저항체의 두께는 수 nm 정도로 매우 얇습니다. 그래서 박막 칩 저항기라고 합니다.

박막 칩 저항은 공칭 저항값에 대한 오차가 작고(±1% 이하), 온도 계수도 작기 때문에 정확한 저항값이 필요한 경우에 채택됩니다. 또한 저항값의 노화 변화가 적은 것도 특징 중 하나입니다.

3. 금속판 칩 저항기

금속판 칩 저항은 금속판을 저항체로 사용한 것으로, 작은 저항값의 저항기를 제조할 수 있습니다. 전류 검출용으로 1mΩ 이하의 저항도 판매되고 있습니다. 또한 방열성이 우수하고 열용량이 크기 때문에 비교적 큰 전류를 흘릴 수 있습니다.

반면, 높은 저항값은 제작이 어렵고 가격이 비싸다는 단점이 있습니다. 또한, 저항기의 기반이 되는 세라믹 기판은 주로 산화물계 세라믹인 알루미나로 형성되어 강도와 열전도율, 절연성이 우수합니다.

칩 저항기의 종류

시장의 요구에 따라 칩 저항기에도 다음과 같은 고기능 제품이 공급되고 있습니다.

1. 내황성 칩 저항기

일반적인 칩 저항기의 내부 전극에는 은이 사용되며, 황이 포함된 대기 중에 방치되면 그 은이 황과 반응하여 절연체인 황화은이 형성되고, 그 성장으로 인해 내부 전극이 전도불량이 될 가능성이 높습니다.

따라서 활화산 근처 등 대기 중에 황 성분이 포함된 환경이나 황을 함유한 물질의 근처에서 사용하는 경우에는 황화방지 대책이 적용된 저항기를 사용해야 합니다.

구체적으로 내부 전극을 은이 아닌 황과 반응하지 않는 재료로 변경한 제품이 개발되고 있습니다.

2. 내서지, 내펄스 칩 저항기

스위칭 회로나 정전기 방전이 발생하기 쉬운 회로 등 저항기에 서지 전압이나 펄스가 자주 인가되는 경우, 순간적으로 큰 전력이 가해져도 쉽게 손상되지 않는 저항기를 사용해야 합니다. 따라서 서지 및 펄스 내성 칩 저항도 판매되고 있습니다.

3. 측정 정밀도가 높은 칩 저항기

계측기나 제어기기 등 정밀기기에서는 저항값 오차(저항값 공차)나 온도에 따른 저항값 변화(저항값의 온도 계수)가 작은 고정밀 저항기가 요구됩니다.

4. 전류 검출용 칩 저항기

전류 검출용 저항기는 작은 저항값으로 과전류나 배터리 잔량을 감지하기 위한 전류 검출용으로 주로 금속판 칩 저항기가 사용됩니다.

또한, 회로 내 전력 소비를 줄이기 위해 더 낮은 저항을 가진 제품이나 가혹한 온도 환경에서도 우수한 저항 온도 계수를 확보할 수 있는 고정밀 저항기에 대한 요구도 높아지고 있습니다.

5. 장변 전극 타입의 칩 저항기

칩 저항기는 원래 짧은 쪽에 전극이 배치되어 있었습니다. 저항체 자체의 방열성이 낮기 때문에 전극을 통한 방열이 칩 저항기의 정격 전력을 크게 좌우합니다.

그래서 일부 저항기 제조사들은 칩 저항의 장변에 전극을 배치하여 전극의 면적을 늘려 방열성을 높인 제품을 판매하고 있습니다. 이러한 칩 저항기는 ‘장변 전극 타입’ 또는 ‘장변 칩 저항기’ 등으로 불리고 있습니다.

또한, 구분을 위해 기존의 칩 저항기를 ‘단변 전극형’이라고 부르기도 합니다.

칩 저항기의 기타 정보

칩 저항기의 크기

칩 저항기의 대표적인 크기는 다음과 같습니다.

6.mm×3.mm
5.0mm×2.5mm
4.5mm×3.2mm
3.2mm×2.5mm
3.2mm×1.6mm
2.0mm×1.25mm
1.6mm×0.8mm
1.0mm×0.5mm
0.6mm×0.3mm
0.4mm×0.2mm
0.3mm×0.15mm

그러나 정격 전압과 정격 전력은 크면 클수록 유리하므로 크기를 마음대로 정할 수 없습니다. 반면, 비교적 낮은 전압으로 동작하는 회로에서는 소형 저항을 선택할 수 있지만, 대응할 수 있는 실장 장치(마운터 등)에 제약이 있을 수 있습니다.

칩 저항기 중 가장 출하량이 많은 사이즈는 ‘1005:1.0mm×0.5mm)’ 사이즈이며, 이전 주역이었던 ‘1608:1.6mm×0.8mm’ 사이즈는 수량이 줄어들고 있습니다. 반면 향후 주류가 될 ‘0603:0.6mm×0.3mm’ 사이즈는 수량을 늘리고 있습니다.

또한, 소형 칩 저항기로서 2011년 10월에 ‘03015:0.3mm×0.15mm’ 사이즈가 제품화되었고, ‘0201:0.2mm×0.125mm’ 사이즈의 개발이 각 저항기 메이커에서 진행되고 있습니다.

변압기란?

변압기는 전기적 교류 전압을 전자기 유도를 이용하여 변환하는 변압기입니다.

변압기는 트랜스포머라고 불리기도 합니다.. 전기제품 등은 교류 콘센트에서 전원을 공급받지만, 그 전기제품 중에는 모터 등 교류가 아닌 직류 전기로 사용하는 부품이 많이 있습니다.

또한 교류로 사용할 수 있는 부품이라도 콘센트에서 나오는 100V의 전압으로는 사용하기에 전압이 너무 높은 것도 많습니다. 그래서 전기제품은 전압과 전류를 변화시킬 목적으로 작은 변압기를 내장하여 항상 최적의 전압으로 작동하도록 하고 있습니다.

변압기의 사용 용도

변압기의 주요 사용 용도는 교류의 전압을 승압하거나 강압하기 위한 전기기기로서의 용도입니다.

큰 것은 변전소에서 발전소 등에서 보내온 고압의 교류 전압 값을 낮추기 위해 사용되며, 작은 것은 면도기 등 해외 여행지에서 콘센트의 전압을 적절한 값으로 바꾸기 위한 변압기로 사용됩니다.

변압기는 산업용, 가정용을 막론하고 다양한 용도로 사용되고 있으며, 전압 값을 적절한 값으로 변환하기 위해 없어서는 안 될 필수품이 되었습니다.

변압기의 원리

변압기의 원리는 전자기 유도의 법칙을 적용하고 있습니다.

코일에 발생하는 자기장 변동으로 인한 기전력이 변압기의 권선 수에 비례하는 물리 현상을 이용한 것입니다. 변압기의 구조는 일반적으로 철심에 두 개의 코일을 감은 형태이며, 입력측을 1차 코일, 출력측을 2차 코일이라고 합니다. 이 코일은 코일 내 자기장의 세기를 변화시켜 기전력을 발생시키는데, 1차 코일에 교류 전압을 인가하면 철심에 자기장이 발생하고 이 자기장의 전자기 유도 작용으로 2차 코일에 전류가 유도되어 기전력이 발생합니다.

2차 코일에 발생하는 기전력의 크기와 코일의 권선 수는 비례 관계에 있으며, 1차측에 대한 2차 코일의 권선 수에 따라 전압의 크기를 변화시킬 수 있습니다. 이상적인 변압기는 입력측과 출력측의 전기 용량이 같아야 하지만, 실제로는 저항에 의한 전력 손실이 있어 대부분 열로 방출됩니다.

변압기의 종류

1. 절연 변압기

절연 변압기는 교류 상용 전원에서 전원 라인과 기기의 전원을 절연하여 안전을 확보하기 위한 변압기입니다.

전원이 AC100V인 기기에서는 INPUT:100V / OUTPUT:100V의 절연 변압기가 사용됩니다. 상용전원은 100V 또는 200V의 교류전원이지만, 전력회사에서 공급되는 전원은 가장 가까운 주상변압기까지는 더 높은 전압의 전원으로 주상변압기 2차측에서 정상, 역상 100V를, 중성선에는 0V를 뽑아내어 접지하고 있습니다. 여기서 절연변압기를 사용하지 않은 기기에서 누전이 발생하면 누전된 기기에는 대지전압 100V의 전압이 걸려 있기 때문에 사람이 기기를 만지면 감전될 수 있습니다. 이런 경우 절연 변압기를 사용하면 100V 측과 중성선 측 모두 상용전원 측의 100V 측과 중성선 측으로부터 절연되기 때문에 감전을 방지할 수 있습니다.

2. 전주상 변압기

거리에서 흔히 볼 수 있는 전봇대는 전기를 공급하기 위한 전선을 고정하기 위한 기둥이기도 하지만, 변압기(주상변압기)를 설치하기 위한 기둥이기도 합니다. 전봇대는 약 1/6이 땅에 박혀 있고, 상단에는 고압전선, 그 아래에는 저압전선이 있으며, 저압전선의 조금 아래쪽에 주상변압기가 설치되어 있는 경우가 있습니다.

주상변압기는 고압전선에서 6600V를 받아 저압 측에 100V를 공급하기 위한 것입니다. 또한 저압측(2차측)에는 정상 100V와 역상 100V가 나오고, 정상-역상 사이에 200V를 얻을 수 있도록 되어 있습니다(단상 200V / 대지전압은 100V).

기둥의 고압전선은 6600V로 송전하고 있지만, 더 먼 거리를 송전하는 철탑에서는 더 높은 전압이 사용되며, 일본의 송전 최고 전압은 50만V입니다. 고압으로 송전하는 이유는 송전 손실을 줄이기 위해서다. 전선은 미세하지만 전기 저항이 있어 흐르는 전류에 비례해 전압 손실이 발생합니다. 송전 손실을 줄이기 위해서는 전류를 최대한 줄여야 하는데, 일정한 송전 전력을 유지하기 위해 고전압으로 송전하고 있습니다.

변압기의 기타 정보

변압기 구조의 내부 철심에는 실리콘강 또는 비정질 철심이 사용되지만, 비정질 철심의 경우 비용이 비싸기 때문에 실리콘 함량이 4% 정도이고 두께가 0.35mm 정도인 실리콘 판을 쌓아 올린 적층 철심이 사용되는 경우가 많습니다.

변압기 코일의 권선 방식에는 단권식과 복권식이 있으며, 1차 코일과 2차 코일을 절연할 수 있기 때문에 보통 복권식을 사용하지만, 크기가 커지거나 비용이 높아지는 등의 이유로 단권식을 사용하기도 합니다.

전압 변환 손실로 인한 발열을 방지하기 위해 변압기는 냉각이 필요합니다. 이를 위한 변압기가 유침식 변압기 또는 건식(몰드) 변압기입니다. 전자는 변압기 내부에 절연유를 담가 냉각을 도모하지만, 병원이나 오피스 빌딩에서는 방재 관점에서 바니시나 에폭시 수지에 의한 냉각 메커니즘을 도입한 건식 변압기나 몰드 변압기가 널리 보급되고 있습니다.

금속 피막 저항기란?

금속 피막 저항기는 저항체에 금속을 사용한 고정 저항기를 말합니다.

고정 저항기의 일종이기 때문에 금속막 고정 저항기라고 부르기도 합니다. 고정저항기에는 일반적으로 탄소저항기와 금속피막저항기의 두 가지 종류가 널리 사용되고 있습니다.

탄소 저항기는 저항체가 탄소이고, 금속막 저항기는 금속을 저항체로 삼습니다. 탄소 저항기보다 저항값의 정확도가 높지만 그만큼 가격이 비쌉니다.

금속막 저항기의 사용 용도

금속막 고정 저항기는 저항 소자에 금속막을 이용한 고정 저항기입니다. 저항값 공차나 저항 온도 계수가 작아 고정밀도와 안정성이 뛰어난 저항기입니다. 또한, 전류 노이즈를 억제할 수 있다는 장점이 있습니다.

이러한 특성을 살려 미세한 신호를 다루는 기기에 널리 사용되고 있습니다. 다음은 금속 피막 저항기의 사용 예시입니다.

• 산업용 기기 분야의 통신 및 계측기기
• 컴퓨터 및 그 주변기기
• AV기기

발광소자 등의 전류 제한 저항이나 앰프의 바이어스 저항 등에는 저항값의 정밀도가 그다지 요구되지 않기 때문에 카본 저항이 채용됩니다. 반면, 온도 드리프트가 문제가 되는 직류 증폭 회로나 엄격한 컷오프 주파수가 요구되는 필터 회로 등에서는 금속 피막 저항을 사용합니다.

금속막 저항의 원리

금속막 저항기의 저항체는 주로 금속으로 구성됩니다. 재질로는 니켈 크롬 등이 사용되는 경우가 일반적입니다. 탄소 저항기에 비해 정밀도가 높다는 장점이 있지만 가격이 비싸다는 단점이 있습니다.

금속막 저항기에는 후막형과 박막형 두 종류가 있습니다. 박막형은 후막형을 보다 높은 정밀도(±0.05% 정도)로 만든 제품입니다.

후막형은 금속계 페이스트를 가열 소성하여 제작되며, 박막형은 금속을 증착 및 코팅하여 제작됩니다. 일반적인 금속의 온도 특성은 양특성이지만, 금속막 저항기는 합금의 비율을 바꿔 온도 계수를 작게 만든다. 따라서 그 비율에 따라 양특성이냐 음특성이냐가 결정됩니다.

금속 피막 저항기 선택 방법

금속 피막 저항기는 저항값 등을 기준으로 선정합니다. 저항기에는 저항값이 문자로 인쇄된 제품과 컬러코드로 표시된 제품이 있는데, 1,005 사이즈 이하의 저항기에서는 판독이 어렵기 때문에 컬러코드 표시를 채택하고 있습니다.

컬러 코드 표시의 경우, 저항값의 ‘상위 2자리’ 또는 ‘상위 3자리’를 검정색을 0, 회색을 9로 하여 총 10가지 색상으로 표시합니다. 이를 읽으면 저항체의 저항값을 파악할 수 있습니다. 마찬가지로 승수, 공차, 온도 계수 등도 컬러 코드 체계로 알 수 있는 구조입니다.

저항값의 공차는 탄소저항기에서는 ±5%가 일반적이지만, 금속피막저항기는 ±2%, ±1%, ±0.5%로 오차가 적은 제품을 선정할 수 있습니다. 저항값의 온도계수는 탄소저항기가 -200~-800ppm/℃의 음의 온도계수를 나타낸다. 금속피막저항기는 비교적 온도변화가 적어 ±200ppm/℃, ±100ppm/℃, ±50ppm/℃ 중에서 선택 가능합니다.

금속 피막 저항기의 기타 정보

금속 피막 고정 저항기의 색상 표시

리드선 타입 또는 멜프 타입의 저항기는 컬러 코드로 저항값과 오차 및 온도 계수를 표시합니다. 색상 코드가 나타내는 수치에 대해서는 JIS C 5062에 규정되어 있습니다.

저항기에 표시되는 밴드는 3개에서 6개까지 4가지가 있지만, 4밴드와 5밴드가 일반적입니다. 왼쪽부터 2개 또는 3개가 저항값을 나타내고, 그 뒤의 1개는 승수를 나타냅니다.

탄소 저항기는 보통 4밴드 표시가 일반적이다. 왼쪽에서 두 개는 저항값을 표시하고, 세 번째는 승수로 숫자를 표시하며, 네 번째는 오차를 나타내는데 일반적으로 금색(5%)이 사용됩니다.

반면, 금속막 저항기는 정밀도가 높기 때문에 유효 숫자가 3자리로 되어 있습니다. 따라서 왼쪽에서 세 번째까지가 저항값을 나타내고, 네 번째가 승수를 나타내며, 다섯 번째는 오차를 나타내며, 녹색(0.5%), 갈색(1%), 빨간색(2%)도 사용됩니다.

필드버스란?

필드버스는 공장이나 플랜트 등의 현장에서 센서, 액추에이터 등의 필드 장비와 PLC, DCS 등의 컨트롤러를 디지털 통신으로 연결하는 버스 시스템을 말합니다.

필드버스를 사용하면 기존의 아날로그 신호나 병렬 신호에 비해 배선을 생략할 수 있고, 데이터 양을 늘리거나 노이즈에 강할 수 있습니다. 또한, 필드 장비의 자가 진단이나 설정 변경 등도 원격으로 할 수 있게 됩니다.

다양한 종류가 있으며, 대표적인 것으로 PROFIBUS, CANopen, AS-i 등을 들 수 있습니다.

필드버스의 사용 용도

필드버스는 그 다기능성과 효율성으로 인해 제조업을 중심으로 다양한 산업에서 활용되고 있습니다. 비용 절감, 효율성 및 최적화를 실현하는 중요한 도구입니다.

1. 제조업

제조 현장에서는 공정 제어와 모니터링이 중요한 요소이다. 필드버스는 센서, 액추에이터 등의 장치를 통합된 통신 플랫폼으로 연결하여 공정의 자동화와 효율화를 가능하게 한다.

2. 공정 제어

화학 공장이나 정유 공장과 같은 공정 제어에서 필드버스는 온도, 압력, 유량과 같은 공정 변수를 실시간으로 모니터링하고 최적의 상태를 유지하기 위해 필요한 조정을 수행합니다.

3. 자동화

건물 및 인프라 자동화에서 필드버스는 조명, 냉난방, 안전 시스템과 같은 다양한 장치를 하나의 네트워크로 통합합니다. 이를 통해 운영자는 중앙에서 모든 시스템을 모니터링하고 제어할 수 있습니다.

4. 자동차 제조

자동차 제조 산업에서 필드버스는 생산 라인의 각 스테이션을 연결하고 액추에이터와 센서의 데이터를 통합하여 각 스테이션 간의 정밀한 조정을 가능하게 합니다.

필드버스의 원리

필드버스의 원리는 한마디로 ‘디지털 통신을 이용한 장치 간 정보 공유’라고 할 수 있습니다. 다음과 같은 특성으로 인해 필드버스는 제조업, 공정 제어 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.

1. 멀티 드롭

필드버스는 공장이나 플랜트 내 다양한 장치를 하나의 케이블로 연결하는 통신 네트워크입니다. 이를 통해 각 장치는 별도의 연결 케이블 없이 하나의 필드버스 케이블로 데이터를 송수신할 수 있습니다. 이는 디지털 멀티 드롭 기술이라고도 불리며, 여러 장치가 동일한 통신 라인을 공유할 수 있게 해줍니다.

2. 통신 프로토콜

필드 버스는 통신 프로토콜을 사용합니다. 통신 프로토콜은 데이터를 송수신하는 방법을 규정한 규칙을 말하며, 필드버스에서는 이 규칙에 따라 장치 간 정보 교환이 이루어집니다. 이를 통해 모든 장치가 다른 장치와 호환성을 유지하고 정보의 정확한 전달을 보장할 수 있습니다.

3. 실시간성

필드 버스의 또 다른 중요한 원리는 실시간성입니다. 공장이나 플랜트 운영에서는 신속하고 정확한 정보 전달이 요구된다. 필드버스는 데이터를 실시간으로 송수신하여 이를 실현합니다.

예를 들어, 센서의 데이터를 즉시 제어 시스템에 전송하고 필요에 따라 액추에이터를 움직이는 등 시스템의 신속한 대응을 가능하게 합니다.

필드 버스에 대한 추가 정보

필드버스와 산업용 이더넷의 차이점
공장의 네트워크는 정보계 네트워크, 컨트롤러 간 네트워크, 필드 네트워크로 나뉩니다. 컨트롤러 간 네트워크에는 산업용 이더넷이, 필드 네트워크에는 필드버스가 사용됩니다.

2017년 산업용 이더넷 설치 수가 필드버스 설치 수를 역전했습니다. 독일에서 시작된 인더스트리 4.0으로 인해 공장 전체의 IT화가 실현되기 시작했습니다.

 

차폐 케이블이란?

차폐 케이블은 신호나 전력을 전달하는 금속 도선 부분을 접지된 금속층으로 덮은 케이블입니다.

접지용 금속층은 박막 등을 편조한 구조가 사용됩니다. 도선 부분을 금속층으로 덮어 외부의 전자파를 차단하는 동시에 외부로의 전자파 누출을 방지합니다.

통신-계측 분야에서는 고속 통신에 기여하고, 강전 분야에서는 안전성 확보에 중요한 구조입니다. 또한 다심선에서는 선간 노이즈를 상쇄하는 역할도 합니다.

차폐 케이블의 사용 용도

차폐 케이블은 OA 기기용 LAN 케이블, 오디오 기기용 스피커 등 다양하게 사용되고 있습니다.

이러한 사용 목적은 외부에서 발생하는 전자파로부터 기기를 보호하기 위함입니다. 반면, 고압 배전 용도로도 차폐 케이블이 사용됩니다. 전자파의 발생을 방지하는 것이 목적입니다.

차폐 케이블의 원리

차폐 케이블의 주요 구성 요소는 도체, 차폐층(차폐), 절연층, 피복입니다.

일반 금속 케이블은 도체의 외부가 절연층으로 덮여 있습니다. 반면 차폐 케이블은 이 도선 부분을 덮는 절연층 위에 금속 박막과 같은 차폐층이 추가로 덮여 있습니다.

차폐층 바깥쪽에 피복이라는 절연 피막으로 덮어 전선을 외부 환경으로부터 보호합니다. 차폐층을 접지함으로써 신호 케이블을 노이즈로부터 보호할 수 있습니다. 또한, 전원 케이블에 차폐 케이블을 사용하면 발생하는 전자파를 차단할 수 있습니다.

전원 케이블에서 발생하는 전자파를 차단하는 것은 유도로 인한 감전사고를 예방할 수 있기 때문에 안전 측면에서 사용되는 경우가 많습니다.

차폐 케이블의 종류

차폐 케이블에는 외부의 소음을 방지하는 ‘정전기 차폐 케이블’과 전류에 의한 자속이 외부 기기에 영향을 미치는 것을 방지하는 ‘전자기 차폐 케이블’이 있습니다. 종류에 따라 차폐층의 접지 방법이 다르므로 종류에 맞는 방법으로 접지하는 것이 중요합니다.

1. 정전기 차폐 케이블

정전기 차폐 케이블은 구리, 알루미늄 등의 금속 테이프나 메쉬 형태의 편조 와이어로 심선을 덮은 케이블입니다.

이를 통해 외부의 노이즈를 흡수하여 접지로 흘려보내어 심선에 노이즈가 유입되는 것을 방지합니다. 주로 신호용, 통신용 케이블에 사용됩니다. 정전기 시드 케이블의 접지 방법은 한쪽 끝을 접지하는 것이 기본이다. 이는 차폐에 리턴 전류가 흐르는 것을 방지하기 위함입니다.

양쪽을 모두 접지에 연결하면 쉴드에 전류가 흐를 가능성이 높아지며, 전류가 흐르면 쉴드에서 노이즈가 발생할 위험이 있습니다. 또한 차폐를 접지에 연결하지 않으면 차폐 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라 차폐에 쌓인 전하가 어떤 계기로 방출되면 신호에 노이즈가 발생할 수 있으므로 주의해야 합니다. 차폐 케이블을 사용할 때는 반드시 접지해야 합니다.

2. 전자기 차폐 케이블

전자파 차폐 케이블은 전류로 인한 자속이 외부로 나가지 않도록 철과 구리로 심선을 덮은 케이블입니다.

철로 덮여 있기 때문에 구부러지거나 접히는 것에 취약하다는 단점이 있습니다. 주로 전원 케이블이나 모터 등 큰 전류가 흐르는 케이블에 사용됩니다. 전자파 차폐 케이블을 접지할 때 거리에 따라 양단 접지 또는 단단 접지 중 하나를 선택해야 합니다. 장거리 송전의 경우 양단 접지, 단거리의 경우 한쪽 끝을 접지한다. 두 가지 모두 접지 배선은 가능한 한 전기 저항을 작게 하여 차폐 효과를 높일 수 있습니다.

일반적으로 동판이나 구리 말뚝을 지하 몇 미터 지점에 매립하여 접지 저항을 줄입니다. 이 지하에 매설된 도체가 접지극입니다. 접지극에서 지상으로 올라온 배선은 어스바 또는 부스바라고 불리는 구리 막대에 연결합니다.