안녕하세요.
Edward입니다.
이번에는 네 번째 저항의 종류의 한 종류를 다뤄보는 시간을 갖도록 하겠습니다.
이번에 다룰 주제는 "NTC 써미스터(Thermistor)"입니다.
혹시 이전 내용에 대해서 모르시거나, 저항에 대해서 궁금하시다면 아래 링크 참고해주세요^^
NTC 써미스터(Thermistor) 저항이란?!
서미스터(thermistor)란 저항기의 일종으로, 온도에 따라 물질의 저항이 변화하는 성질을 이용한 전기적 장치이다. 열가변저항기라고도 하며, 주로 회로의 전류가 일정 이상으로 오르는 것을 방지하거나, 회로의 온도를 감지하는 센서로써 이용된다.
서미스터는 주로 폴리머나 세라믹 소재로 제작되며, 섭씨 영하 90도에서 130도 사이에서 높은 정확도로 온도를 측정할 수 있다. 이러한 점에서 순수한 금속을 사용하여 고온의 온도를 측정하는 저항 온도계와는 차이를 보인다.
저항의 온도 계수에 따라 서미스터는 크게 두 종류로 구분할 수 있다. (k: 1차 저항 온도계수)
만일 k>0인 경우, 서미스터의 저항은 온도에 따라 증가하며, 이러한 서미스터를 정특성 서미스터(PTC Thermistor: Positive Temperature Coefficient thermistor)라 한다.
반대로 k<0인 경우 서미스터의 저항은 온도가 증가하면 감소하게 되며, 이를 부특성 서미스터(NTC thermistor:Negative Temperature Coefficient thermistor)라 한다. 서미스터가 아닌 일반적인 저항기의 경우 k의 값이 가능한 0에 가깝도록 제작되어, 온도에 따른 저항 변화가 거의 없도록 조절된다.
서미스터는 미소한 온도 변화에 의해서 저항의 변화가 크게 일어나도록 제작된다.[1] 따라서 미세한 온도의 측정을 수반하는 체온계나 온도계, 습도계, 기압계, 풍속계등에 서미스터가 활용된다. PolySwitch와 같은 PPTC는 과전류를 차단하는 재사용가능한 퓨즈용도로 사용되며, NTC는 장비의 전원투입시 돌입전류를 제한하는 용도로도 사용된다.
- 출처 위키 백과
굉장히 긴 내용 중에서 빨간 표시만 유심히 보세요.
위 내용을 좀 더 쉽게 설명하면, 써미스터는 한 마디로 "온도 저항기"입니다 ^^
"온도에 따라 저항 값이 달라진다는 의미입니다."
위 내용을 읽어보면 알겠지만, 써미스터는 본래 2종류인 PTC와 NTC가 있습니다.
둘 다 써미스터가 맞습니다만, PTC는 +R 저항 온도 특성이며, NTC는 -R 저항 온도 특성을 가집니다.
이 말은 PTC는 온도가 증가하면 저항도 함께 증가하지만, NTC는 온도가 증가하면 저항 값이 감소합니다.
그래서 써미스터의 심볼은 다음과 같습니다.
NTC 써미스터의 동작과 설명
NTC가 음의 저항 계수(-R)라 칭하는 이유는 저항 값이 줄어들기 때문입니다.
저항 값이 줄어든다는 의미는 NTC 주변 온도가 증가하면서 저항 값이 0R에 가까워 진다는 말입니다.
그래서 이와 같은 동작을 이용해 NTC를 보통 어떤 장치의 돌입 전류를 제한하기 위해 사용한다고 합니다.
좀 더 전자회로 기술적으로 정확하게 말하면 돌입전류로 인해 장치 내부의 콘덴서를 보호하기 위해 사용합니다.
돌입 전류에 대해 궁금하다면, 바로 아래 "더보기"를 클릭!! (내용 중요^^)
돌입 전류란??!(Inrush)
돌입 전류(Inrush current), 전류 서지 입력(input surge current) 또는 스위치 온 서지(switch-on surge)는 전기기기의 전원을 켤 때, 일시적으로 흐르는 최대 순간 압력 전류를 말한다. - 출처 위키 백과
사실 위에서 말하는 돌입전류는 너무 높습니다.
그래서 SMPS를 기본 입력 회로 측을 예를들어 설명을 하겠습니다.
가정용에서 사용하는 AC 콘센트 파워는 220V / 60Hz로 동작합니다.
청소기나 에어컨 등 모든 가전 제품은 220V를 받아서 사용합니다.
그런데, 이 청소기나 에어컨에 220V 전원을 꽂는다고 바로 동작이 되는건 아니죠!
스위치를 ON 해야 동작을 합니다.
바로 이 스위치 때문에 돌입 전류가 나타납니다. 왜냐하면 스위치를 ON하면 바로 스위치가 탁!! 붙는 것이 아니라,
관성에 의해서 붙었다 떨어졌다를 반복합니다. 이를 전자용어로 얘기하면 "채터링"이라고합니다.
이 채터링은 대략 760Hz로 발생하며, 전류로 치면 대략 수십A ~ 수백A가 발생합니다.
그래서 이 돌입 전류(채터링)로 부터 내부 콘덴서를 보호하기 위해 NTC소자를 사용합니다.
NTC 동작은 다음과 같습니다.
1. NTC는 장치 내부의 전원 회로 입력단에 사용됩니다.
2. NTC는 상온(25도)에서 5Ω으로 동작합니다.
3. 그러므로 처음 전원 ON을 하면 발생하는 돌입 전류르 NTC의 저항 성분으로 전류를 완화하면서 콘덴서를 보호합니다.
4. 장치의 온도가 25도 이상이 되면 저항 값이 0R에 가깝게 떨어집니다.
보통 전자회로 장치는 상온 25도 이상에서 동작합니다.
감사합니다^^
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