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[디지키 테크포럼] TVS 선택 위한 9단계 가이드

테크월드뉴스 · 2026년 8월 31일

✦ AI 요약

핫스왑 회로용 TVS를 선정하기 위한 9단계 가이드가 제시됐다.

먼저 VR, IP, VC, 펄스 지속 시간과 PPP를 단계적으로 계산해 후보 TVS의 적합성을 검토한다.

예시에서는 8단계 디레이팅 후 허용 전력이 5단계 계산 TVS 피크 전력보다 최소 50% 초과해야 하나, 전력 조건 미충족으로 재선정이 필요하다고 했다.

핫스왑 회로용 TVS를 선정하기 위한 9단계 가이드가 제시됐다. 이 단계별 가이드를 활용하면 소자 선택 검토의 속도·효율을 높일 수 있다.

이번 절차는 핫스왑 회로에 맞는 TVS를 고르는 과정을 단계별로 소개하는 방식이다. 먼저 기본 전기 조건을 정하고, 그 조건에 맞는 후보를 추린 뒤, 과도 상황에서의 적합성을 검토하는 흐름이다.

1단계는 최소 역방향 동작 전압(VR)을 선택하는 것이다. 이때 VR 선택 조건으로는 허용 오차 5%를 반영한다.

2단계에서는 회로 최악 조건을 기준으로 예상 최대 펄스 전류(IP)를 산정한다. 예시 설정값으로는 피크 전류 480 A가 제시됐다.

후보 선정 기준은 1단계에서 정한 역방향 동작 전압이다. 이에 따라 MCC의 SMC 5kW 시리즈가 후보군으로 제시됐다.

SMC 5kW 시리즈 일부 제품은 앞서 정한 역방향 동작 전압 조건을 충족하는 것으로 정리됐다. 평가 대상은 이들 후보 제품들이다.

다음 단계에서는 과도 전압이 발생할 때의 클램핑 전압(VC)을 계산한다. VC 계산에는 식을 사용해 적합성을 검토하는 절차로 이어진다.

이번 단계의 전력 산정은 앞 단계 산출값 활용인 클램핑 전압(VC), 추정 펄스 전류(IP)를 바탕으로 진행된다. 여기서는 과도 펄스 동안 TVS 필요 처리 전력을 계산하며, 이번 단계와 다음 단계의 목적은 단일 TVS 전력 처리 능력 확인에 있다.

펄스 지속 시간(⧍td)은 식과 입력단 기생 인덕턴스 적용을 기준으로 추정한다. 전력 산정에 이어 펄스가 얼마나 오래 지속되는지는 입력단의 기생 인덕턴스를 넣어 추정하는 방식으로 다룬다.

이 예에서는 앞 단계 값으로 이 예의 펄스 지속 시간을 계산한다. 이렇게 얻은 6단계 산출 펄스 지속 시간(⧍td)을 기준으로 허용 피크 펄스 전력(PPP) 제시 위치인 [그림3]에서 값을 확인한다.

[그림3]을 기준으로 확인한 해당 TVS 전력 처리 가능 수준은 80kW 소폭 초과다. 이에 따라 단일 TVS의 PPP를 확인하는 절차가 이어진다.

마지막으로 실사용 조건 반영 절차로 최대 주변 온도 고려한 허용 피크 펄스 전력(PPP) 디레이팅을 수행한다. 이때 디레이팅 시 추가 고려 사항으로 주변 부품 발열 영향을 함께 반영해 허용 전력을 낮춰 본다.

[그림4]에서 제시된 최대 주변 온도 125°C 조건을 바탕으로 예시 대상의 디레이팅 후 TVS 최대 허용 전력을 산정한다.

TVS 요구 조건은 8단계 디레이팅 후 허용 전력이 5단계 계산 TVS 피크 전력 대비 최소 50% 초과해야 한다는 것이다.

이 50% 기준의 목적은 TVS·회로 신뢰성 마진 확보에 있다.

예시 계산 결과는 전력 조건 미충족으로 나타난다.

이에 따라 후속 조치로 TVS 재선정 후 9단계 과정 반복이 필요하다.

대안으로는 더 높은 전력 처리 능력의 다른 TVS를 검토하는 방법과 동일한 TVS 여러 개를 병렬 연결로 전력 분담하는 방법이 있다.

[표]는 120A·160A·480A의 3가지 펄스 전류(IP)별 계산 결과를 정리한 것이다.

표에서 녹색 표시는 단일 TVS만으로 9단계 전력 조건 충족을 의미한다.

원문 참조 대상은 DigiKey의 TechForum/Article다.

참고자료

이 기사는 자동생성 알고리즘의 도움을 받아 작성되었습니다.

출처 테크월드뉴스

이 기사는 테크월드뉴스 원문을 바탕으로 비즈크러시가 요약 정리했습니다. 정확한 인용과 세부 내용은 원문을 확인해 주세요.