[전자회로 심화 4-12] 콘덴서 주파수와 온도 특성

안녕하세요.

Edward입니다.

 

이번 시간에는 콘덴서의 특성 기본 편에 대해서 얘기해보도록 하겠습니다.

이번에는 주파수의 특성과 온도에 대해서 좀 더 알아보는 시간을 가질 거예요 ^^

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시작하기에 앞서 사실 지금 말씀드리는 내용을 정확하게 이해하려면 콘덴서에 대한 정확한 기초 이해가 필요합니다.

그래서 먼저 콘덴서의 응용 첫 번째에 대해 알고 싶으시면 아래 링크를 참고해주시고, 더 깊게 이해하고 싶다면,

콘덴서에 대한 다른 링크도 참고해주세요 ^^ (더 많은 링크가 있지만 그중에서 추려낸 거예요 ^^)

[전자회로 심화 4-8] 콘덴서 응용과 평활 회로 1탄

[전자회로 심화 4-10] 콘덴서 응용과 필터 원리 1탄

[전자회로 입문 4] 콘덴서와 원리 완벽 이해

[전자회로 심화 4-1] 콘덴서 저항 완벽 이해

[전자회로 심화 4-2] 콘덴서의 용도와 종류 완벽 이해

[전자회로 심화 4-4] 모노 콘덴서 완벽 이해(동작 원리)

[전자회로 심화 4-5] 전해 콘덴서 완벽 이해 (원리와 사용법)

 

 

콘덴서의 주파수 특성

가장 중요한 콘덴서의 "고주파 특성"에 대해서 알아보겠습니다.

제가 이전에 말씀드렸듯이 "콘덴서는 주파수 특성을 가진 저항이다"라는 식으로 얘기했습니다.(링크)

하지만 이것은 이론상의 얘기이며, 주파수가 일정 범위에 있는 경우에만 해당됩니다.

실제 콘덴서는 반드시 주파수에 따라서 저항치가 된다고 할 수는 없습니다.

간단하게 오디오 대역(20Hz ~ 20kHz)을 예로 들어보겠습니다.

어떤 콘덴서라도 이론대로 동작합니다. (충전과 방전을..)

하지만 예전에 제가 콘덴서 별로 동작하는 주파수가 다르다고 말씀드렸습니다.(링크)

간단하게 먼저 전해 콘덴서로 예를 들면, 사용하는 시스템이 무선 시스템과 같은 1 Mhz이상의 시스템에 사용되면,

전해 콘덴서는 이론대로 동작하지 않게 되고 콘덴서로써의 기능을 잃게 됩니다.

즉. 전해콘덴서는 무선의 주파수에서는 아무런 도움이 되질 않습니다.

 

반대로 세라믹 콘덴서의 경우, 아무리 싸구려라도 100 Mhz이상, 때로는 1 GHz(1000 Mhz) 가까이까지 콘덴서로써 동작합니다.

"고주파의 특성이 좋다"라는 말은 높은 주파수에서도 계속 동작을 할 수 있다는 것을 말합니다.

그래서 제가 아는 바로는 무선 시스템과 같은 고주파를 사용하는 시스템에는 세라믹 콘덴서를 많이 사용합니다.

 

 

콘덴서의 온도 안정도

'온도 안정도'라는 것은 주위의 온도 변화에 대해서 콘덴서의 용량이 증가하는 정도를 말합니다.

물론 이 말은 다이오드, 저항, 인덕터, IC 들도 똑같은 말입니다.

이런 소자들도 주위의 온도가 바뀌면 아주 약간이지만 동작이 변합니다.

콘덴서에서는 어떤 온도에서든 용량이 잘 변하지 않는다는 것을 "온도특성이 좋다"라고 표현합니다.

그렇다고 온도 특성이 안 좋은 콘덴서는 사용하지 말라는 것은 아닙니다.

이런 콘덴서는 사용하기에 따라서 지장이 없을 수 있습니다.

 

대표적으로 지장이 없는 부분은 "전원 회로의 평활 콘덴서"입니다.

평활 콘덴서가 1000uF이든 1200uF이든 온도 특성과는 아무런 상관이 없습니다.

이 때 평활 콘덴서의 역할은 충전과 방전으로 부족한 전류를 메꿔주는 것이기 때문입니다.

다만, 기본적인 내압은 맞게 설정해줘야겠죠??

 

 

콘덴서의 새어나가는 전류

콘덴서의 구조에서 말씀드렸다시피, 콘덴서의 2장의 전극 사이가 절연되어 있어도 절연체를 통해서나 바깥쪽의 피복을 통해서 전극 사이에는 어느 정도의 전류가 흐르는 것을 "새어나가는 전류"라고 말합니다.

다른 말로 "누설 전류"라고 말하죠.

이런 누설 전류가 크면 콘덴서에 모아둔 전기가 점점 빠져갑니다.

그래서 이런 콘덴서는 장시간 콘덴서에 전압을 모아두는 용도로 적합하지 않습니다.

전문적으로는 콘덴서의 전류가 새어나가는(누설 되는) 비율을 탄젠트 델타(tanδ)라는 방법으로 표현합니다.

그래서 누군가가 "이건 탄젠트 델타가 커서 쓸 수 없다"라는 식으로 말한다면, 새어나가는 전류가 문제라는 것입니다.

이런 새어나가는 전류는 콘덴서를 기판에 장착하는 방법에 따라서도 많이 바뀝니다.

일반적으로 전해콘덴서에는 누설 전류에 대한 특성을 기대하지 않는 것이 좋습니다.

상당히 많이 새어나간다고 생각해도 무방합니다.

그래서 보통 전해 콘덴서의 경우에는 내압을 1.5배로 설정하고, 용량을 한 치수 높게 설정합니다.

 

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다음 시간에는 콘덴서의 내압에 대해서 얘기해보겠습니다 ^^

[전자회로 심화 4-13] 콘덴서 내압

감사합니다.