클램핑 전압: 무엇인가요? (브레이크다운 및 렛스루 전압 대비)

클램핑 전압이란?

클램핑 전압은 회로를 통과할 수 있는 최대 전압을 정의합니다. 이는 전기 회로 차단기 또는 서지 보호기가 더 많은 전압이 회로를 통과하기 전에 제한하는 전압입니다. 클램핑 전압 기술은 현대 전기 장비에서 전기 서지를 보호하기 위해 사용됩니다.

클램핑 전압은 서지 보호기에 대해 미리 정의된 전압입니다. 서지 보호기는 입력 전압이 이 숫자를 넘지 않도록 제한합니다. 참고로, 서지 보호기는 AC 회로에서 발생하는 스파이크나 서지를 보호하기 위해 회로에 연결되는 장치입니다.

입력 전압이 이 미리 정의된 "클램핑 전압"보다 높다면, 서지 보호기는 전압을 이 미리 정의된 (안전한) 전압으로 억제합니다.

따라서, 전력 서지로 인해 손상될 수 있는 장치와 그 주변 사람들의 안전을 보호하게 됩니다. 이렇게 전압이 억제되면, 전압이 "클램핑"되었다고 말합니다.

예를 들어, 장치의 명목 전압이 120V이고 240V 입력 전압까지 제대로 작동한다고 가정해보겠습니다.

입력 전압이 이 한도를 초과하면, 장치가 손상될 수 있습니다. 장치의 더 나은 작동을 위해, 우리는 클램핑 전압을 최대 지속 가능한 전압보다 낮게 선택합니다.

이 예시에서, 최대 지속 가능한 전압은 240V입니다. 장치의 서지 효과를 방지하기 위해, 서지 보호기를 장치에 연결하여 입력 전압을 240V보다 약간 낮게 제한합니다. 여기서, 우리는 클램핑 전압을 220V로 선택합니다.

만약 상류에서 서지가 발생하여 전압이 상승한다면, 서지 보호기는 전압을 최대 220V로 "클램핑"합니다.

서지 보호기의 성능은 실험실에서 테스트되며, 다양한 테스트가 수행됩니다.

클램핑 전압 vs 파괴 전압

파괴 전압은 절연체가 도체처럼 작동하기 시작하는 최소 전압 수준으로 정의됩니다. 이때, 대량의 전류가 절연체를 통해 흐릅니다.

다이오드의 전기적 특성은 절연체와 도체 사이에 위치합니다. 다이오드는 실리콘, 게르마늄 등 반도체 소재로 만들어져 있기 때문입니다.

역방향 바이어스 조건에서는 다이오드가 절연체처럼 작동합니다. 공급 전압이 역방향 파괴 전압을 초과하면, 접합부에서 파괴가 발생하고 전류가 다이오드를 통과합니다.

클램핑 전압은 파괴 전압과 다른 개념입니다. 클램핑 전압은 입력 전압이 넘어서서는 안 되는 기준선입니다. 파괴 전압은 전류가 0인 기준선입니다. 이 기준선을 넘어선 후, 전류가 흐르기 시작합니다.

클램핑 전압 vs 허용 전압

클램핑 전압은 "허용 전압"이라고도 알려져 있습니다. 일부 서지 보호기 장치에서는 클램핑 전압을 허용 전압으로 표기하기도 합니다.

이름에서 알 수 있듯이, 이것은 서지 보호기가 연결된 장치를 허용하는 전압 수준입니다. 그리고 이 전압 수준까지 연결된 장치는 정상적으로 작동합니다.

좋은 클램핑 전압이란?

특정 장치나 회로에 대한 클램핑 전압의 값은 해당 장치나 회로가 견딜 수 있는 전압에 따라 달라집니다.

서지 보호기는 입력 공급에서 발생하는 서지를 제어하는 데 사용됩니다. 클램핑 전압은 서지 보호기가 서지를 감쇠시키는 전압 수준을 결정합니다. 최고의 서지 보호기는 클램핑 전압이 400V를 넘지 않습니다.

좋은 서지 보호기의 경우, 서지에 대한 응답 시간이 가장 중요합니다. 응답 시간이 빠를수록 더 나은 보호를 제공합니다. 일반적으로, 서지 보호의 응답 시간은 나노초 단위로 측정됩니다.

클램핑 전압 값이 낮을수록 더 나은 보호를 의미하지만, 때로는 불필요한 트리핑과 보호 시스템의 수명 단축을 초래할 수도 있습니다.

Underwriters Laboratories (UL)은 120V AC 시스템에 대해 330V, 400V, 500V 전압 수준의 세 가지 보호 수준을 제안합니다. 120V AC 시스템의 표준 클램핑 전압은 330V입니다.

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