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경감 곡선(derating curves) 이해하기

저자: Paul Denisowski, 테스트 및 측정 장비 전문가

아래에서는 전원공급장치의 경감 곡선(derating curves)과 이를 해석하는 방법에 대해 설명합니다.

벤치탑 전원공급장치에는 세 가지 기본 사양, 즉 최대 출력 전압(볼트 단위), 최대 출력 전류(암페어 단위), 최대 출력 전력(와트 단위)이 있습니다.이러한 사양은 일반적으로 단일 및 멀티 채널 전원공급장치에 대해 채널당 지정합니다.

벤치탑 전원공급장치를 작동할 때에는 일반적으로 사용자가 원하는 출력 전압과 출력 전류 한도를 설정하거나 전원공급장치에서 끌어올 수 있는 최대 전류량을 설정합니다. 두 번째 항목은 일반적으로 안전상의 이유 및/또는 DUT를 보호하기 위해 설정합니다. 출력 전력은 설정된 출력 전압과 부하에 의해 공급하는 전류량의 곱입니다(P = V * I).

경감 곡선(derating curves)의 용도

수학적으로, 전압과 전류를 모두 변동할 수 있을 경우 동일한 출력 전력을 생산하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 예를 들어, 40W는 40V와 1A, 20V와 2A 또는 100V와 0.4A를 사용해 생산할 수 있습니다.

실무에서는 모든 전원공급장치에서 생산하는 출력 전압과 전류에 한도가 있습니다. 대부분은 최대 전류가 제한 요인인 경우가 많습니다. 예를 들어, 40V에서 1A를 공급하는 40W 전원공급장치는 상대적으로 쉽게 설계할 수 있지만 1V에서 40A를 공급하는 공급장치는 그만큼 쉽지 않습니다.

뿐만 아니라, 전압과 전류의 특정 조합만 사용해 최대 출력 전력 40 W를 달성할 수 있습니다.

전압과 전류에 광범위한 사용자 설정값을 적용할 수 있기 때문에 허용되는 전압과 전류의 조합을 모두 표 형식으로 표시하는 것을 어려울 수 있습니다. 그러므로 이 데이터는 일반적으로 그래픽으로 표시합니다.

경감 곡선(derating curves)이란?

경감 곡선(derating curves)은 전원공급장치에서 지원하는 전압과 전류의 조합을 그래픽으로 나타내는 데 사용합니다. 아래는 160W 전원공급장치의 일반적인 경감 곡선의 예입니다.

공급장치는 이 곡선 또는 그 미만에 속하는 전압 또는 전류의 모든 조합(컬러 영역)을 지원합니다. 경감 곡선(derating curves)은 일반적으로 전원공급장치 사양 또는 매뉴얼에 표시되어 있으며 제조사 웹사이트에서도 확인할 수 있습니다. 전원공급장치를 사용할 때는 항상 경감 곡선(derating curves)을 확인하여 전압, 전류, 전력에 대해 원하는 조합이 지원되는지 확인하는 것이 좋습니다.

경감 곡선(derating curves) 읽는 방법

아래에 일반적인 경감 곡선(derating curves)의 예가 나와 있습니다. 공급장치의 최대 전력은 160W, 최대 전류는 10A, 최대 전압은 30V입니다. 대부분의 전원공급장치에서 최대 출력 전력은 최대 전압에 최대 전류를 곱한 값이 아닙니다.

일반적 경감 곡선(derating curves)은 보통 "최대 전력 출력 곡선"이 경계가 되는 굽은 영역이 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이, 이 곡선상의 모든 점, 즉, 전압과 전류의 조합에서 최대 출력 전력이 생산됩니다(이 경우 160W).

많은 전원공급장치의 경감 곡선이 위와 유사한 "일반"적인 형태이지만 다른 형태의 경감 곡선(derating curves)도 가능합니다. 여기 나와 있는 전원공급장치의 최대 출력 전력은 40W이며 최대 전력 출력은 곡선이 아닌 입니다.

위의 경우와 같이 최대 전력 출력은 예제에 표시된 것과 같이 출력 전압과 출력 전류의 조합으로 그려진 선에서 달성됩니다.

자동 범위 조정: FlexPolwer

입문용 전원공급장치는 단일 범위에서만 작동하는 경우가 많습니다. 단일 범위 전원공급장치는 최대 정격 전압 Vmax 및 전류 Imax에서만 최대 출력 Pmax를 공급합니다. 아래 그림에서 왼쪽 차트는 단일-범위 전원공급장치의 출력 특성을 보여줍니다. 복수-범위 전원공급장치의 출력 전압 및 전류 범위는 더 넓습니다. 가운데 차트는 이중-범위 전원공급장치입니다. 이러한 전원공급장치는 단일-범위 전원공급장치로서 동일한 최대 전력 한도 내에서 훨씬 높은 Vmax와 Imax를 발생합니다. 전압 및 전류 출력 모두 동일한 Pmax 전력 엔벨로프 내에 두 가지 작동 범위가 있습니다. 자동범위조정 전원공급장치는 무한대 수의 범위가 있습니다. 로데슈바르즈의 자동범위조정 전원공급장치는 FlexPower 기술(다음 페이지 그림에서 오른쪽 차트 참조)을 이용합니다.

로데슈바르즈의 FlexPower 기능을 이용하면 한 개 전원공급장치를 사용해 다양한 제품군을 테스트할 수 있습니다. 따라서 유연성이 크게 증가하며 공간을 절감하고 테스트 셋업을 간소화할 수 있습니다. FlexPower 전원공급장치는 높은 전압과 전류가 필요하지만 높은 출력 전력이 필요하지 않을 때에도 적합합니다. 이러한 요구사항을 충족하기 위해 단일 범위 전원공급장치를 사용하는 것은 FlexPower 전원공급장치를 사용하는 경우에 비해 훨씬 많은 비용이 소요됩니다.

전압 대비 전류로 표시한 DC 전원공급장치의 최대 전력

요약

  • 벤치탑 DC 전원공급장치의 주 사양은 최대 전압, 최대 전류, 최대 전력입니다.
  • 최대 출력 전력은 일반적으로 최대 전압과 최대 전류의 곱보다 작습니다.
  • 경감 곡선(derating curves)은 지원되는 전압과 전류의 조합을 그래픽으로 표시한 것입니다. 허용되는 조합은 이 선 위 또는 아래에 있습니다.
  • 대부분의 경감 곡선에는 최대 출력 전력을 생산하는 데 사용할 수 있는 전압과 전류의 조합을 판단하는 최대 전력 출력 곡선(또는 선)도 포함되어 있습니다.
  • 경감 곡선(derating curves)은 전원공급장치가 전압, 전류, 전력 요구사항을 충족할 수 있는지 여부를 판단할 때 유용합니다.

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