月: 2023年11月

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.

스테퍼 모터란?

스테퍼 모터는 펄스 신호로 회전 각도를 제어할 수 있는 모터를 말하며, 높은 위치 결정 정확도를 보장할 수 있는 모터의 일종입니다.

일명 펄스 모터라고도 하며, 회전 각도는 제어 신호인 펄스 신호 수와 모터의 위상 수에 의해 결정되며, 회전 속도는 펄스 속도에 해당하는 펄스 주파수에 따라 달라집니다. 비교적 저렴하고 간단한 모터 구성이지만 개방형 루프 제어로 높은 위치 결정 정밀도와 토크를 얻을 수 있는 것이 특징입니다.

스테퍼 모터의 사용 용도

스테퍼 모터의 구조상 정밀하고 가역적인 각도 제어가 가능하기 때문에 주로 위치결정 정밀도가 요구되는 현장에서 사용됩니다. 예를 들어, 자동 반송 장비 등 로봇 장치의 2차원적인 동작을 표현하기 위한 구동용 모터가 있습니다.

고정밀 볼스크류와 스테핑 모터를 조합하여 스테이지의 이송량을 매우 정밀하고 재현성 있게 표현할 수 있습니다. 또한, 밸브의 열림 정도에 따라 일정량의 도료를 분사하는 도장 기계도 스테퍼 모터로 밸브의 열림 각도를 정밀하게 조정하여 보다 정교한 작업을 할 수 있게 됩니다.

스테퍼 모터의 원리

스테퍼 모터 내부는 샤프트와 연결된 로터부와 그 외곽에 설치된 여러 개의 스테이터로 구성되어 있습니다. 로터부는 다시 두 부분으로 나뉘며 각각 N극 S극과 역위상이 되도록 자화되어 있습니다.

또한, 고정자에는 작은 톱니가 존재하며, 그 톱니의 간격이 정밀하게 제어되는 것이 특징인데, 2상형 스테핑 모터를 예로 들면, 마주보는 고정자끼리 같은 극성으로 자화되어 있고, 인접한 고정자는 반대 방향으로 자화되어 있습니다. 따라서 로터의 요철과 서로 끌어당기는 스테이터와 반발하는 스테이터가 서로 존재하게 되고, 로터는 스테이터의 자화 상태에 대해 에너지적으로 안정된 위치를 유지하게 됩니다.

그런 다음, 고정자의 극성을 반전시키도록 전류를 흐르게 하면 고정자 1개만큼 로터가 회전하게 됩니다. 이를 반복적으로 제어하면 고정자의 작은 톱니의 기계적 정밀도에 따라 정확하게 회전 각도를 제어할 수 있으며, 5상형 스테핑 모터에서는 이를 5단계로 순차적으로 제어하기 때문에 보다 세밀한 각도 제어가 가능해집니다.

스테퍼 모터의 기타 정보

1. 스테퍼 모터의 토크

스테퍼 모터는 회전 속도에 따라 출력 토크가 달라지는데, 일반적으로 회전 속도가 느리면 토크가 높고, 회전 속도가 빠르면 토크가 낮습니다. 스테퍼 모터 선정 시 모터의 회전속도-토크 특성표를 확인하여 사용 회전속도 시 필요한 토크가 풀아웃 토크 곡선 범위 내에 들어올 수 있도록 선정해야 합니다.

특히 고속 회전 시 풀아웃 토크는 여자 최대 정지 토크의 20% 정도가 되므로 고속 회전으로 사용하는 경우에는 주의가 필요합니다.

또한, 같은 외형 치수의 모터라도 사용 드라이버, 내부 구조의 차이, 입력 전압에 따라 토크 특성이 달라지므로 제조사와 드라이버의 조합 및 입력 전압도 고려하여 모터를 선정해야 합니다.

2. 스테퍼 모터의 드라이버

스테퍼 모터를 움직이기 위해서는 드라이버라는 제어 장치가 필요합니다. 드라이버는 스테퍼 모터에 흐르는 전류 전압을 제어하여 회전 속도, 회전량 등을 제어할 수 있습니다.

드라이버에는 정전류 구동 방식과 저전압 구동 방식이 있는데, 고속에서의 토크 특성이 우수한 정전류 방식을 채택하는 경우가 많습니다. 일반적으로 드라이버에 상위 제어기기에서 회전속도, 회전량 지시값으로 펄스열을 입력하면, 입력된 펄스열에 따라 모터를 지시속도로 지시량만큼 회전시킨다.

드라이버에는 마이크로 스텝이라는 기능이 탑재된 드라이버가 있습니다. 스테핑 모터는 기본 스텝 각도를 최소 회전각으로 하여 회전하지만, 마이크로 스텝 기능을 가진 드라이버는 각 코일에 흐르는 전류를 조정하여 기본 스텝 각도를 전기적으로 세분화하여 회전의 분해능을 높일 수 있습니다.

또한 진동, 소음을 감소시키는 효과와 스텝 각도별 오버슈트 감소, 시동 정지 시 충격 완화 효과도 있습니다. 마이크로 스텝 기능의 분해능은 많게는 1/250 정도까지 있으며, 사용 용도에 따라 딥 스위치 등으로 선택할 수 있습니다.

3. AC 서보 모터와의 구분

스테핑 모터에서 자주 인용되는 모터로 AC 서보 모터가 있습니다.

스테퍼 모터의 적합성 및 부적합성
AC 서보 모터는 인코더가 내장되어 있고 피드백 제어를 하기 때문에 상대적으로 회전수에 관계없이 회전 토크가 거의 일정합니다. 반면 스테퍼 모터의 경우 고속 회전 시 회전 토크가 감소하기 때문에 이 용도에 적합하지 않습니다. 반대로 저속 회전이 주된 용도라면 스테퍼 모터가 적합하다고 할 수 있습니다.

스테퍼 모터는 주로 오픈 루프 제어 타입이 시중에 나와 있지만, 인코더를 장착하여 폐쇄형 제어가 가능하여 효율을 높인 제품도 있습니다. 하지만 이 경우 또 다른 매력인 비교적 작고 간단한 구성으로 저렴한 모터의 장점을 다시 한 번 생각해 볼 필요가 있습니다.

AC 서보모터가 더 적합한 용도
AC 서보모터여야만 하는 사용 용도는 여러 개의 모터를 이용한 고도의 회전 제어가 필요한 경우입니다. 오픈 루프 제어에서는 센싱에 의한 모터 간 동작을 보완하는 제어를 기대할 수 없기 때문에, 이 경우 고속 회전 동작 시와 마찬가지로 스테퍼 모터보다는 AC 서보 모터를 사용하는 것이 더 적합하다고 할 수 있습니다.

리셋 가능 퓨즈란?

리셋 가능 퓨즈는 과전류를 방지하는 역할을 하면서 반복적으로 사용할 수 있는 전자 부품입니다.

폴리 스위치 또는 폴리 퓨즈라고도 합니다. 전도성 폴리머를 사용한 PTC 서미스터로 퓨즈와는 기본 원리가 다르다. 퓨즈는 과전류가 흐르면 발열로 인해 소자가 끊어지면서 회로를 차단합니다.

반면 리셋 가능 퓨즈는 과전류로 인해 소자 내부 온도가 높아져 저항값이 증가하여 전류를 제한합니다. 퓨즈보다 작은 제품이 많아 공간을 절약할 수 있고, 구조가 깨지기 어렵고 충격과 진동에 강합니다.

리셋 가능 퓨즈의 사용 용도

리셋 가능 퓨즈는 반복적으로 과전류가 흐르는 회로를 보호하는데 사용됩니다. 또한 고밀도로 장착하여 고의적으로 단락시키는 경우에도 사용됩니다. 다음은 리셋 가능 퓨즈의 사용 예시입니다.

• 소형 모터 및 스위칭 전원 공급 장치
• 위성방송 수신기
• 화재 경보기
• 전기 카펫
• 스마트폰, 태블릿 등 통신기기
• 컴퓨터

그러나 리셋형 퓨즈는 전자 부품을 사용하기 때문에 고전류 회로에는 적합하지 않습니다. 고전압 회로 보호용 제한 전류 퓨즈 등에는 소자 용단에 의한 퓨즈가 사용됩니다.

리셋 가능 퓨즈의 원리

리셋 가능 퓨즈는 전도성 폴리머가 금속 전극 호일에 끼워져 있는 구조입니다. 납땜 또는 용접으로 전극 호일에 연결되도록 리드선이 부착되어 있으며, PTC 서미스터와 같은 원리로 전류가 커질수록 저항이 커지는 성질을 가지고 있습니다.

전도성 폴리머는 절연체 폴리머에 탄소, 니켈 등의 전도성 입자를 분산시킨 것입니다. 양과 재질을 변화시킴으로써 저항값을 조절할 수 있습니다. 저항값 변화는 10,000에서 1,000,000배에 달할 수도 있습니다.

과전류로 인해 리셋 가능 퓨즈 내부 온도가 높아지면 저항이 증가하여 전류를 제한합니다. 리셋 가능 퓨즈는 퓨즈와 달리 용단되지 않고 내부 온도가 낮아지면 다시 전류가 흐르게 됩니다. 따라서 반복 사용이 가능합니다.

전류값이 높아져 온도가 변하면 저항값이 급격히 증가하는 특성이 있습니다. 이는 전도성 고분자가 녹기 때문에 발생하는 현상입니다. 그러나 미세한 전류의 증가에서는 반응성이 낮을 수 있습니다.

리셋 가능 퓨즈 선택 방법

리셋 가능 퓨즈는 정격 전압, 정격 전류, 장착 방법 등에 따라 선택해야 합니다.

1. 정격 전압

정격 전압은 리셋 가능 퓨즈가 사용할 수 있는 전압의 높이입니다. 정격 전압을 초과하여 사용하면 회로가 파손되거나 소손될 위험이 있습니다.

일반적으로 DC72V 정도의 제품이 많이 판매되고 있습니다. 정격 전압이 높은 제품으로 AC240V의 제품도 시중에 판매되고 있다. 따라서 내전압이 400V 계통 이상의 제품이 필요한 경우 특주해야 합니다.

2. 정격 전류

정격 전류는 리셋 가능 퓨즈가 사용할 수 있는 전류의 높이입니다. 정격 전류를 초과하면 저항값이 높아져 전류값을 제한합니다.

일반적으로 수A 정도의 제품이 많이 판매되고 있습니다. 시중 제품은 최대 20A 정도가 한계입니다.

3. 구현 방법

장착 방법은 리셋 가능 퓨즈를 장착하는 방법입니다. 표면 실장, 플러그인 단자 실장 등의 제품이 판매되고 있습니다.

• 표면 실장
  표면 실장은 기판 위에 납땜 등으로 고정하는 실장 방식으로, 플러그인 단자 실장에 비해 공간을 많이 차지하지 않는 장점이 있습니다. 그러나 표면 실장 전자소자는 소형 제품이 많고, 손 납땜으로 실장하기 위해서는 올바른 지식과 기술이 필요합니다.

  제조사에 따라서는 손 납땜의 성능을 보장하지 않는 경우도 많습니다.

• 플러그인 단자 실장
  플러그인 단자 실장은 리드선을 PCB에 꽂아 넣는 실장 방식입니다. PCB에는 부품을 쉽게 장착할 수 있도록 리드선 장착 구멍이 뚫려 있으며, 여기에 전선을 꽂아 장착합니다. 또한, 부품을 고정하기 위해 장착 구멍에 납땜을 하는 것이 일반적입니다.

  플러그인 단자 실장은 부품을 쉽게 실장할 수 있지만, 많은 공간을 필요로 합니다. 그러나 수작업으로 부품을 장착할 계획이라면 플러그인 단자 장착을 선택하는 것이 더 안전합니다.

오디오 변압기란?

오디오 변압기는 오디오 기기에서 소리를 증폭하기 위한 트랜스포머입니다.

일반적으로 앰프의 출력단에 위치하며, 앰프의 출력 신호를 스피커로 보내기 전에 필요한 변환과 필터링을 하는 역할을 합니다. 노이즈나 다른 전자기장의 영향을 최소화할 수 있는 제품이 많습니다.

따라서 마이크 신호와 같은 장거리 미세 아날로그 신호의 전송에 사용되는 경우가 많습니다.

오디오 변압기의 사용 용도

오디오 변압기는 오디오 장비를 향상시키는 데 사용됩니다. 앰프 장비의 입력에 사용되며 오디오 신호의 증폭에 사용되기도 합니다. 특히 싱글 엔드 앰프나 푸시풀 앰프의 경우, 오디오 변압기의 선택은 음질에 큰 영향을 미칩니다.

적절한 변압기를 선택하면 소리의 선명도와 균형감을 향상시킬 수 있습니다. 앰프의 출력 신호를 스피커로 보낼 때에도 사용됩니다.

전원 및 출력단 회로와 스피커 사이에 배치되어 출력 신호의 변환 및 필터링을 수행합니다. 스피커의 효율과 정확도를 향상시키고 소리의 질감을 더욱 사실적으로 만듭니다.

앰프 회로에서 필터링 및 임피던스 매칭을 위해 사용되기도 합니다. 특히 버퍼 앰프나 마이크 앰프에서는 신호의 안정성과 음질 향상에 기여합니다.

오디오 변압기의 원리

오디오용 변압기는 음성 신호를 전송하기 위한 변압기입니다. 변압기는 자기 회로를 통해 전력을 전송하기 위한 장치로, 두 개의 코일의 자기 결합을 통해 전력을 전송합니다.

오디오 변압기에서는 입력측 코일에 음성신호를 입력하고, 출력측 코일에서 변압된 신호를 꺼냅니다. 음성 신호는 입력측 코일을 통과할 때 코일 내에 자속을 발생시킨다. 이 자속이 출력측 코일에 도달하면 다시 전기 신호로 변환되는 구조입니다.

오디오 변압기에서는 부품의 자기 특성이 중요한 역할을 합니다. 특히 트랜스포머의 코어 소재와 권선 품질은 음질에 영향을 미친다. 또한, 변압기의 권선은 인덕턴스, 용량 등을 적절히 설계하여 보다 고품질의 음성신호 변환을 실현한다.

오디오 변압기의 종류

오디오변압기는 다양한 종류가 있으며, 각각의 특징에 따라 다양한 용도로 사용됩니다. 다음은 대표적인 오디오 변압기를 소개합니다.

1. 출력 변압기

앰프의 출력단에 사용되며, 고전압 또는 고전류 신호를 스피커에 전달합니다. 대형 및 고출력 변압기가 많습니다.

2. 입력 변압기

앰프의 입력단에 사용되며, 낮은 레벨의 신호를 증폭하는 데 사용됩니다. 음성 신호를 선명하게 전달하기 위해 고품질 재료로 만들어지는 경우가 많습니다.

3. 매칭 변압기

입력 변압기와 출력 변압기 사이에 연결되어 적절한 임피던스 매칭을 수행합니다. 신호의 전송 품질을 향상시키고 노이즈와 왜곡을 줄이기 위한 변압기입니다.

4. 교류 전원 변압기

교류 전원 변압기는 앰프의 전원을 공급하는 데 사용되는 변압기입니다. 교류 전원의 노이즈 등을 제거할 목적으로 설치됩니다. 앰프에 공급하는 전원의 품질을 향상시킬 수 있습니다.

5. 플러그인 변압기

플러그인 변압기는 오디오 기기의 배선용으로 사용되는 트랜스포머입니다. 작고 저렴한 제품이 많아 다양한 용도로 사용됩니다.

오디오 변압기 선택 방법

오디오 변압기를 선택할 때는 용도, 임피던스, 품질, 크기 등을 고려해야 합니다.

먼저 용도에 따라 오디오 변압기의 종류를 선택합니다. 그런 다음 임피던스를 설정합니다. 출력 트랜스와 입력 트랜스를 선택할 때는 앰프의 출/입력단의 임피던스와 트랜스 임피던스가 일치하는 것이 중요합니다.

또한, 품질에도 주의를 기울여 선정합니다. 고품질의 재료와 기술이 사용된 제품을 선택하면 음질 향상을 기대할 수 있습니다.

크기와 모양도 중요한 요소입니다. 소형화가 요구되거나 특수한 형상이 필요한 경우 적절한 변압기를 선택해야 합니다.