코시드 > AC/DC 리액터 변압기 전문기업

02. 인덕턴스 측정의 정확성

인덕턴스는 AC 및 DC인 경우를 분리하여 다음과 같은 기준으로 관리합니다. (고객사 요청에 따라 변할 수 있습니다.)

AC Reactors: (상용 주파수 기준) Full loading 기준이며 일반적으로 +/- 10%입니다.

DC Reactors: 1kHz DC-Biasless 기준이며 일반적으로 +/- 10% 혹은 +20/-10% 입니다.

▶ DC 인덕턴스

DC 리액터의 인덕턴스 측정은 AC 리액터와 달리 특성적이고 환경적인 요인으로 인해 더 까다롭습니다.

따라서, DC 인덕턴스에 대한 올바른 이해가 필수적입니다.

DC Indcutance Roll-off 특성:

DC 리액터의 인덕턴스는 DC-Bias 전류가 증가함에 따라 급격하게

감소하는 특징을 가지고 있습니다.

이 현상을 'Roll-off'라고 부르며, 이는 DC 리액터의 직류 중첩 특성을

평가하는 중요한 척도로 사용됩니다.

DC 전류가 증가할수록 리액터의 자속밀도가 증가하고,

포화점에 근접함에 따라 투자율이 급격히 감소한다는 것을 의미합니다.

제시된 그래프는 '0A'에서의 인덕턴스 비율 (L/L0)이 100%임을 나타내며,

이는 L nominal 값으로 간주됩니다.

25에서의 인덕턴스 비는 90%로, 이는 Roll-off( )가 -10%임을 보여줍니다.

이 정보는 DC 리액터의 설계와 응용에서 중요한 기술적 지표로 활용됩니다.

임계 인덕턴스와 THD (Total Harmonics Distortion):

인덕턴스 값이 임계치 이하로 떨어져도 총 고조파 왜곡(THD)이 규정된 내에 있다면 문제가 없습니다.

'롤-오프'특성을 고려할 때, 허용 오차를 +/-10%로 설정하지 않고, 제품의 전반적인 특성을 바탕으로 사양의 상하한치를 조정하는 것이 더 실용적일 수 있습니다.

예를 들어, 상한치의 명목값의 +20~25%, 하한치를 명목값의 -5~10%로 설정하는 것이 적절할 수 있습니다.

측정 방법:

DC 리액터의 측정 방법은 리플 전류의 크기에 따라 다릅니다. 바이어스 없이 소량의 mA 교류 전류로 측정한 인덕턴스 값은 정격 DC-Bias 상태에서 측정한 값과

확연히 차이가 나므로, 교류로 DC 리액터를 측정하는 것은 합리적이지 않습니다.

리플 전류가 작은 경우에는 DC-Bias 상태에서 직접 측정이 가능하며, 큰 경우에는 DC-Biasless 상태에서 측정을 실시합니다.

리플 전류가 큰 경우에는 샘플링 후 테스트를 거쳐 THD 기준에 따라 인덕턴스 데이터의 기준을 설정합니다.

설정된 기준에 따라 양산 시 DC-Biasless 상태로 인덕턴스를 측정하고, 제품의 성능과 일관성을 위해 지속적으로 모니터링합니다.

03. 효율적인 발열 관리 및 기대 수명

코시드의 리액터 설계는 '대류 열 흐름(Convection Flow)'을 최적화하여 우수한 열 관리 특성을 실현합니다.
코일 표면적 확대 및 내부 에어 덕트(Air-Duct) 구조를 통해 열 방출 효율을 향상시켜, 온도 상승을 효과적으로 억제합니다.
이는 절연 클래스(Insulation Class)와 냉각 방식에 따른 '열적 여유도(Thermal Margin)' 를 충분히 확보함으로써, 장기 운전 시에도 안정적인 성능을

유지하도록 설계되었습니다.

리액터의 '절연 수명(Insulation Life Expectancy)'은 국제 표준인

'IEEE 절연 열화 모델(Class H, 180 °C 기준)' 을 근거로 평가되며,
온도 상승에 따른 절연체의 노화 특성을 정량적으로 분석하여 제품의 기대 수명을 예측합니다.

또한, MIL-HDBK-217F (Notice 2) 신뢰성 평가 기준을 적용하여,

무작위 고장 확률(MTBF, Mean Time Between Failures)을 병행 분석합니다.

이러한 공학적 접근을 통해, 코시드의 리액터는

“MTBF와 절연수명 중 더 짧은 쪽”을 실질적 기대수명으로 정의하며,
고객의 운전 조건(온도, 부하, 진동, 냉각 환경 등)에 따른

최적 설계 가이드를 제공합니다.

절연 클래스별 일반적인 기준을 충족함은 물론,

고객의 사용 조건을 고려한 맞춤형 열관리 솔루션도 제안 가능합니다.

04. 주파수 특성

자기공진(Self-Resonance) 의 정의

리액터는 인덕턴스 (L)와 기생 정전용량 (C)에 의해 발생하는 LC 공진 현상을 자기공진 (Self-Resonance) 이라 하며,

이 공진이 발생하는 주파수를 자기공진 주파수 (SRF, Self-Resonance Frequency)라고 정의합니다.

SRF의 동작 특

SRF 이하 주파수:

이 범위에서는 주파수가 증가함에 따라 인덕턴스 값이 증가하여 SRF에서 최대치에 도달합니다.

따라서 리액터는 본래의 기능을 수행합니다.

SRF 이상 주파수:

이 범위에서는 리액터의 특성이 소멸되고,

임피던스 값이 주파수에 따라 감소하면서 리액터가 콘덴서처럼 동작합니다.

SRF에서의 임피던스:

SRF에서는 임피던스 (Z)값이 크게 증가합니다. 이는 리액터의 최대 공진점입니다.

등가회로

SRF 및 기타 특성 해석 시 등가회로를 이용하는데 리액터의 등가회로는 사진과 같습니다.

리액터의 권선은 피막으로 절연되어 있어 권선의 턴간 사이에 기생 용량을 만들어냅니다.

이 기생용량은 리액터의 큰 영향을 미치게 됩니다.

따라서, 리액터를 선정할 때 단순히 인덕턴스 값만 고려해서는 안 되며, 여러 파라미터를 함께

고려해야 합니다.

특히, SRF는 사용 주파수 또는 PWM 주파수보다 훨씬 높아야 합니다.

일반적인 적용에서는 대상 주파수의 10배 이상의 SRF가 요구됩니다.

예시

일본 "Y**" 사의 인버터에 내장된 DC 리액터의 주파수 특성과 EQV-Circuit 특성을

시험한 결과를 예시로 사용하겠습니다.

이 제품은 저주파용 (전력용)으로 설계되어 규소강판을 사용하였으며,

약 5.5MHz로 높은 SRF 값을 기록했습니다.

이는 사용 주파수보다 훨씬 높은 범위로, 기생 파라미터에 의한 공진 현상이

발생하지 않을 것으로 예상됩니다.

SRF가 높다는 것은 DC 리액터의 기생 커패시턴스가 매우 낮으며, 이는

EMI (전자기 간섭) 노이즈 감소에도 기여할 수 있습니다.

코시드는 이러한 주파수 특성을 바탕으로 리액터를 설계하며, 이에 대한 자세한 내용은 이어지는 특허 기술 설명에서 더욱 자세히 다루도록 하겠습니다.