Application Notes - High Voltage Power Supplies

류 궤환/아크 감지 회로

AN-18

전류 궤환/전류 폐회로
스펠만 제품들의 전류훼환회로와 전류 폐루프 회로들을 아크 감지에 아무런 역할을 하지 않습니다. 과전류란, 낮은 임피던스 상황이 일정기간을 초과하여 지속되는 경우를 말합니다. 고전압장치는 과전류 상태를 전류궤환회로와 설정 전류를 유지하기 위해 전압모드에서 전류모드 상태로 변환되는 조건을 감지하여 인지합니다.
전류감지회로와 전류차동회로는 감지에 수십밀리초의 시간이 필요하므로 아크 발생을 감지하는데에는 사용하지 않습니다. 따라서 전류궤환회로는 장기간의 직류 전류를 감지하고 제어하기 위해서만 사용합니다.

아크 특성:
아크란 수십, 수백 마이크로초와 같은 매우 짧은 순간동안 매우 낮은 임피던스가 발생하는 상황으로 이야기 할 수 있습니다. 이러한 상황에 전원장치가 연결되어 있다면 내부의 충전용량이 방전되는 상황이 발생합니다. 전원장치 내부에 충전된 캐패시터들이 내장되어 있으며 출력 임피던스는 매우 낮습니다. 아크 전류를 제한 할 수 있는 유일한 방법은 내부에 직렬로 아크 제한 저항 또는 인덕터를 삽입하는 방법 뿐입니다. 이러한 방법없이는 이론적으로 무한대의 아크 전류가 발생 할 수 있습니다. 하지만, 내부의 제한저항들이 아크 전류를 안전한 준위로 방전 되도록 합니다. 밀리암페어 수준의 정격 출력을 갖는 전원장치들도 수에서 수십암페어의 아크 전류를 보일 수 있습니다. 이것은 정격출력이 아닌, 내부의 충전용량이 방전되는 전류로 완전히 다른 요소 입니다.

전류 감지 트랜스포머:
아크 전류의 매우 짧은 발생 시간 및 그 크기로 인해 스펠만에서는 전류 감지 트랜스포머를 아크 전류 감지에 사용하고 있습니다. 전류감지트랜스포머는 전원장치 내부 전압증배기의 아래쪽에 연결됩니다. 정격출력의 전류는 전류감지트랜스포머에 의해 감지되지 않으며 아크가 발생하여 짧은시간 동안 대전류가 흐르는 상황을 감지하도록 되어있습니다. 그래서 스펠만은 전류감지트랜스포머를 아크전류 감지에 활용하고 있습니다.

아크 조정 과정:
어느 정도의 용량이 내부 전압증배기에 저장되어 있던지 간에 제한저항에 열이 발생하므로 우리는 아크의 처리 방법에 대해 고민해보아야 합니다.
각각의 아크는 전원장치에 영향을 주지 않습니다. 하지만, 장기간 지속된다면 전류제한저항에 과열을 발생 할 수 있습니다. 전원장치는 과열을 방지하기위해 주어진 시간동안 일정한 양 만큼의 아크 전류만을 제한할 수 있습니다. 스펠만의 아크조정 과정은 발생할 수 있는 어떤 고장도 예방합니다. 아크에 대해 우리가 바꾸거나 수정할 수 있는 부분은 없지만, 어느 정도의 양이 아크전류로써 감지되어야 하고, 지나치게 민감하게 아크전류를 감지하지 않도록 하여 안전하게 전원장치를 사용할 수 있도록 설계하고 있습니다.

아크 회로가 아닌 것:
스펠만의 아크 감지회로와 아크 조정과정은 전원장치를 장기간의 아크로부터 보호하기 위한 것입니다. 이것은 매우 정밀하거나, 무한한 조정가능성을 갖지는 않습니다. 만약 고객이 정말하고 조정가능한 아크 감지를 요청한다면, 고객사에서 외부에 전류 감지 트랜스포머를 별도로 설치하여 사용하기를 권장합니다.
이러한 방법은 고객사에서 별도로 원하는 아크 감지량을 설정할 수 있으며 전원장치는 있는그대로의 자체 보호방법을 유지할수 있기 때문입니다.