휴즈 기술정보 > 자주 하는 질문

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휴즈 기술정보

■ 정격전압
■ 차단용량
■ 차단시험그래프
■ TYPE별 형상
■ 국가별인증규격
■ TYPE별적용규격(미주향)
■ TYPE별적용규격(유럽향)
■ 미주향과유럽향의 차이점
■ I-T곡선보는법
■ 휴즈선정가이드
■ 운전전류에대한고려
■ IN-RUSH 전류에 대한 고려IN-RUSH 전류에 대한 실전예
■ 휴즈의 수명확인
■ 주위온도에 대한 고려
■ 장해전류에 대한 고려

■ 전류
■ 전압
■ 교류(AC)
■ 직류(DC)
■ 두산백과전기상식링크

■ 정격전압 

정격전압이란 Fuse가 용단되는 순간 발생되는 Arc로 부터 Fuse가 폭발하지 않고 안전하게 회로를 보호할 수 있는 최대 정격전압의 한계를 의미한다.

정격전압의 선정은 제품의 입력전압이상의 전압을 가진 휴즈를 사용하면 된다. 만약 제품의 입력전압이 110V라면 125V 또는 250V의 정격전압의 휴즈를 사용하면 된다. 

아래 그래프에서 보듯이 통전시  Fuse에는 mV단위의 전압이 걸리다가 Fuse가  용단되는 순간 Set의 전압이 집중되어 Arc가 발생하는데  이때의 최고치를 정격전압으로 보면 된다.

Miniature fuse의 전류의 범위는 제조사에 따라 다르지만 일반적으로 32mA에서부터 30A 까지의 Ampere Rating이 구비되어 있다.

안정적인 전류범위는 5x20mm는 6.3A이하, 6.35x31.8mm는 30A이하가 일반적이라 할 수 있다.

찐한 글씨로 표시된 전류는 미주나 아시아규격에서 볼수 있는 전류범위이며, 나머지는 유럽 IEC60127에서 정한 전류군이다. 

■ 차단용량
 

Breaking Capacity또는 Interrupting Rating이라고 하는 차단용량은 일시적으로 Fuse에 높은 전류가 인가되었을 때 회로를 보호하면서 안전하게 차단할 수 있는 최대 전류치를 의미한다.

휴즈에서 차단용량을 높이는 일반적인 방법은 통부의 재질을 세라믹을 사용한다든지, 휴즈의 내부에 규소나 모래가루를 넣어 차단용량을 높이는 것이 일반적인 방법이라 하겠다. 

■ 차단시험그래프 

아래 그래프는 차단시에 나타나는 일반적인 흐름이다.

■ TYPE별 형상

Fuse의 형상은 제조사에 따라 Type별로 다양한 형상과 구조를 취하고 있다. 이러한 형상은 특성에 따른 규격을 만족시키기 위해서 지속적인 연구개발을 통해 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있는 형상들이 개발되어지고 있다.

아래 형상들은 MINIACTURE FUSE에서 볼수 있는 일반적인 형상들이다.

■ 국가별 인증규격





I-T곡선은 휴즈에 전류를 인가해서 전류별로 용단되는 시간을 나타내는 그래프이다.

X축과 Y축이 교차하는 점이 해당 전류치에서 용단되는 시간이다.

■ 휴즈선정가이드

휴즈는 제품의 과부하 상태에서 회로를 안전하게 차단함으로서 회로전체를 보호하는데 그 목적이 있다. 따라서 Set에 맞는 정확한 휴즈를 선정함으로서 휴즈의 잦은 Open이나 A/S율을 낮출 수 가 있는 것입니다.

이 장에서는  다음 조건에 따른 휴즈선정방법에 대해서 설명하도록 하겠습니다.

1. 운전전류에 대한 고려

2. In-rush전류에 대한 고려

3. 주위온도에 대한 고려

4. 장해전류에 대한 고려

■ 운전전류에 대한 고려

일반적으로 휴즈에는 정격전류의 75%이내의 전류를 흘리는 것이 안정적이다. 예를 들면 10A휴즈에는 7.5A(10x0.75=7.5)이내의 전류를 흘리는 것이 안정적이라는 얘기이다.
미주형는 2.6Arms의 전류가 흐른다면 최소 3.5A(2.6 ÷0.75=3.47)이상의 사용하여야 한다.
유럽형제품으로는 최소 3A(2.6÷0.9=2.89)이상의 휴즈를 사용하여야 한다.

SMD Fuse는 4A(2.6÷0.7 =3.71)이상의 휴즈를 사용하는 것이 바람직하다.

■ IN-RUSH전류에 대한 고려 

휴즈에 사용되는 Element는 전류에 의해 발열하고 저항치가 증가하면서 노후 되기 때문에 In-rush와 같은 전류에 의해 수명이 좌우된 다고 할 것이다.



■ IN-RUSH전류에 대한 실전예 

먼저 Set에서 발생되는 In-rush전류에 대한 I²t값을 계산해야 한다. Set에서 발생될 수 있는 In-rush전류는 장비에 따라 여러 형태가 있지만 여기에서는 모터의 기동시에 나타날 수 있는 In-rush전류에 대해서 설명 하기로 한다.
320ms동안 9.24Arms가 지속되기 때문에 I²t값은 27.68A²s(9.32x0.32)이다.
사용할 휴즈는 320ms에 해당하는 I²t값이 270A²s이상 되는 휴즈를 사용해야 한다.

4A휴즈의 I²t값이 270A²s라면 4A를 사용하여도 무방하다.

■ 휴즈의 수명확인 

좌측 그래프는 휴즈의 I²t값을 100%로 보았을 때 Set의 I²t값이 휴즈의 I²t값에 비해 몇 퍼센트를 차지하고 있는지를 분석하여 휴즈자 몇 회 정도에 Open될 수 있는지를 추정할 수 있는 그래프이다.
따라서 Set의 I²t값이 27.68A²s이고 휴즈의 I²t값이 270A²s이기 때문에 Set의 I²t값에 비해 10.3%(27.68 ÷270x 100)이기 때문에 100만회 이상의 수명을 보장할 수 있다는 이야기이다

■ 주위온도에 대한 고려

정격전류 : 4A
Type : Time-lag

주위온도: 60℃

위의 조건이라면 주위온도 60℃에 해당하는 X축의 온도를 따라 올라가 해당되는 퍼센트를 확인한다.

따라서 휴즈는 최소 5A(4÷0.84 =4.76)이상의 휴즈를 사용하여야 한다.


■ 장해전류에 대한 고려
 

Set의 특정회로를 Short시킨다든가 모터를 사용하는 기기는 구속전류라든가 이러한 기기에 손상을 입힐 수 있는 장해전류가 유입됐을 때 휴즈는 가장 빠른 시간 내에 Open되어야 한다.

만약 장해전류가 40A라면 좌측의 I-T곡선처럼 해당 I-T곡선을 참조하여 주어진 시간 내에 Open되는지를 확인하면 된다.

 

전류[electric current , 電流]
■ 전위(電位)가 높은 곳에서 낮은 곳으로 전하(電荷)가 연속적으로 이동하는 현상.

        전류계의 눈금읽기 

물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르듯이 전하는 전기적인 위치에너지가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다.
물이 흐르는 이유가 중력 때문이라면 전류는 기전력(起電力)이라는 힘에 의해 흐른다.
전류가 흐르는 길을 전기회로라 하며, 이는 물이 흐르는 수로(水路)에 대응된다.
그리고 전류에 의하여 에너지를 공급받는 장치를 부하(負荷)라 하고, 이것은 물에 의해 돌게 되는 물레방아에 대응된다. 
전류의 단위, 방향, 종류
전류의 크기를 나타내는 단위는 A(암페어)이다.
1A는 도선의 임의의 단면적을 1초 동안 1C(쿨롬)의 전하가 통과할 때의 크기다.
전류의 방향은 정전하(정지한 전하, 양전하)의 이동방향을 양(+)의 방향으로 정한다.
그러나 실제로 도선 안에서는 전류의 반대방향으로 자유전자가 이동한다.
1A의 전류가 흐르는 도선에는 1초에 약 6.25×1018개의 자유전자가 단면적을 통과한다.
전류의 종류에는 그 크기 및 방향이 변하지 않는 직류(直流)와 크기와 방향이 주기적으로 변하는 교류(交流)가 있다. 
전류의 발열, 자기, 화학 작용
도선에 전류가 흐르면 자유전자가 도선 내의 원자 또는 전자와 충돌하여 열이 발생한다.
백열전구나 전기밥솥·전기다리미와 같은 전열기구 등에서 알 수 있다.
일반 전기기기에서 열이 발생하면 전력 손실이 생기고 기기 내의 절연성이 떨어지기도 한다.
또 도선에 전류가 흐르면 도선 주위에 자기장이 형성된다.
이 원리를 사용해 전자석, 전류계, 전동기나 자기부상고속철도처럼 전기에너지를 역학적에너지로 바꿀 수 있다.
전해질용액에 전류가 흐르면 화학분해가 일어난다.
예를 들어 물에 전류를 흐르게 하면 전기분해가 일어나 음극에 수소, 양극에 산소가 발생한다.
반대로 건전지·축전지 등에서는 화학분해작용을 이용하여 전기에너지를 발생시키기도 한다. 

변위전류
맥스웰이 전자기현상을 통일시키기 위해 제안한 것으로, 자유공간 내의 전기력선속밀도가
시간적으로 변화하면, 전도전류가 자기장을 발생시키는 것처럼 자기장이 발생한다고 하고,
이를 변위전류라 하였다.
전압[voltage , 電壓]
■ 도체(導體) 내에 있는 두 점 사이의 전기적인 위치에너지(전위,電位) 차이. 전위차(電位差).
물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 것처럼 전하는 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다.
이때 전위의 차이가 전압이다. 낮은 곳보다 높은 곳에서 떨어지는 물이 더 많은 에너지를 갖고 있듯이,
전압이 클수록(전위차가 클수록) 더 많은 전기에너지를 갖고 있다.
그리고 높이 차이가 없으면 물이 흐르지 않듯이 전압이 0이라면 전류가 흐르지 않다.  
전압의 단위
전압의 크기를 나타내는 단위는 V(볼트)다.
1V는 1C(쿨롱)의 전하가 두 점 사이에서 이동하였을 때에 하는 일이 1J(줄)일 때의 전위차이다.  
기전력과 실효값
도체의 내부에 전위차를 만들고 전하(電荷)가 이동해 전류를 통하게 하는 원동력을 기전력(起電力)이라 한다.
전기회로에 전위차를 발생시키는 것을 '전압을 가한다'라고 표현한다. 직류의 경우 전압의 방향과
크기를 쉽게 정할 수 있지만, 교류는 그 크기와 방향이 끊임없이 변한다.
그래서 전압의 순간값을 제곱하여 평균을 구하고 그 제곱근을 교류전압의 실효값으로 정한다.
교류[alternating current / AC , 交流]
■ 시간에 따라 크기와 방향이 주기적으로 변하는 전류로서 보통 AC(alternating current)로 표시한다. 사인파형이 가장 전형적이며 사각파나 삼각파 등으로 변형이 가능하다. 전류 흐름의 방향이 일정한 직류와 여러 다른 성질을 갖고 있다
발전소로부터 공급되는 전류로 크기와 방향이 주기적으로 바뀌는 전류로서 교번전류라고도 한다. 파형이 주기적이서 평균값이 0이 되므로 실효값을 사용한다. 대표적인 교류는 사인파형이며 직사각형파, 삼각파, 사다리꼴파, 계단파, 펄스파 등의 변형파가 있다.
윌리엄 스텐리(William Stanley, Jr.)가 유도코일을 사용하여 교류전력 전환장치를 처음 고안한데 이어 19세기 후반 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)가 현재 사용되는 장치의 기반을 다졌다. 1880년대 미국에서 안전성을 고려해 직류를 사용하자는 토머스 에디슨(Thomas Edison)의 주장에 맞서 조지 웨스팅하우스(George Westinghouse)가 승·감압이 용이한 교류 사용을 주장하였다. 조지 웨스팅하우스의 주장이 승리를 거둔 후 오늘날까지 가정이나 공장 등 대부분의 전력에 교류가 이용되고 있다.
성질
영구자석에 의해 형성된 자기장 내에서 폐회로를 일정한 속도로 회전시키면 코일을 지나는 자속이 주기적으로 변한다. 이때 패러데이 법칙에 따라 자기장에 수직한 코일의 부분에 시간에 따라 주기적으로 방향이 바뀌는 유도기전력이 발생한다. 유도기전력이 곧 교류전압이며 교류전압에 의하여 시간에 대해 사인함수로 변화하는 교류전류가 발생된다. 교류전류는 주기적으로 변하므로 순간적인 값을 측정하기 곤란하고, 평균값도 0이 되므로 1주기에 대하여 교류의 전압 또는 전류의 제곱의 평균값의 제곱근을 취한 실효값으로 전류 또는 전압의 세기를 표시한다.
 

장단점
교류는 전기화학적 작용이 적어서 도선의 부식이 쉽게 일어나지 않는 장점이 있다. 그리고 변압기를 이용하여 간단히 전압을 변경할 수 있으며, 전류가 자연히 0으로 되는 점이 1주기에 2회 있어서, 회로의 차단이 용이하다. 그러나 리액턴스의 작용에 의해 송전가능거리가 한정되고 전압강하도 커져서 송전손실도 커진다는 단점이 있다. 또한 같은 값의 실효값에 대해 파고값이 높아서, 큰 절연내력·순시전류용량이 필요하다. 전자회로나 직류모터 등 직류를 이용해야 하는 것은 정류기 등의 변환장치를 필요로 한다.

교류전원은 다이오드와 같은 간단한 반도체의 연결로 쉽게 직류전원으로 전환할 수 있어 대부분의 모든 반도체를 사용하는 가전기기에서 교류를 직류로 전환하는 장치와 함께 교류전원을 사용하고 있다. 전기 시스템은 나라마다 다양한데 대부분 50Hz나 60Hz의 교류를 배전한다. 우리나라와 미국은 60Hz의 교류를 공급하며, 중국은 50Hz, 일본은 둘 다를 공급한다.
직류[direct current(DC) , 直流]
■ 전지에서의 전류에서와 같이 항상 일정한 방향으로 흐르는 전류. 약칭하여 보통 DC로 쓴다.