먼저 알아둘 용어
블리더(bleeder)·최소 부하 — 블리더는 저장 커패시터(capacitor) 양단에 병렬로 연결해 전하가 빠져나갈 경로를 만드는 저항입니다. 켜진 동안에는 전원의 최소 부하 역할도 할 수 있지만 그만큼 전력을 소비합니다.
RC(Resistor-Capacitor)·시정수·디레이팅(derating) — R은 방전 저항, C는 커패시턴스이며 RC는 방전 속도를 정하는 시정수입니다. 디레이팅은 온도 등 조건에 따라 정격보다 낮게 사용할 수 있는 범위를 적용하는 것입니다.
전압·시간·함수 기호 — V0는 초기 전압, V(t)는 t초 뒤 전압입니다. exp는 자연지수 함수, ln은 자연로그입니다. Ω·F·초를 사용하며 µF는 10⁻⁶ F입니다.
커패시터 양단의 병렬 경로로 계산합니다
방전 저항은 저장 커패시터의 두 단자 사이에 연결합니다. 전원이 켜져 있을 때 전압 V가 저항 R에 계속 걸리면 전류는 V/R, 손실은 V²/R입니다. 예를 들어 300 V와 150 kΩ이면 2 mA, 0.6 W입니다. 전압과 전력 정격, 실장·온도 조건을 모두 만족하는 부품이어야 합니다.
작동 원리
저항값을 줄이면 방전은 빨라지지만 전원을 켜 둔 동안 열과 대기 소비가 늘어납니다. 저항값이 크면 방전은 느려지지만 대기 중 전력 소비는 줄어듭니다. 따라서 저항값 하나를 외우기보다 커패시턴스·초기 전압·목표 전압·허용 시간을 함께 정합니다. 최소 부하 목적이라면 전원의 최소 요구 전류도 별도로 만족해야 합니다.
적용 순서
- 저장 커패시턴스와 연결된 다른 전원·부하를 확인합니다. 다른 전원이 계속 충전하면 단순 RC 방전식은 맞지 않습니다.
- 다른 공급 경로가 없는 이상적인 RC 방전에서 V(t)=V0·exp(−t/RC)입니다. 필요한 시간은 t=RC·ln(V0/목표 전압)으로 계산합니다. 목표 전압은 실제 작업과 제품 요구에 맞춰 정하며 임의의 숫자를 보편적인 접촉 허용 기준으로 사용하지 않습니다.
- 계산 예로 150 kΩ과 100 µF를 가정하면 시정수는 15초입니다. 300 V에서 30 V까지 이상적인 방전 시간은 15×ln(10)≈34.5초입니다. 실제 용량·저항 공차, 다른 전원과 잔류 전하 조건에 따라 달라지므로 이 시간만 기다리고 작업 가능하다고 판단하지 않습니다.
- 저항의 연속 손실, 동작 전압, 펄스 에너지, 온도별 디레이팅을 확인하고 실제 전압의 시간 변화를 측정합니다.
적용 조건과 한계
정격 1 W라는 표시만으로 300 V 연속 사용이 결정되지 않습니다. 저항의 최대 동작 전압과 실장 환경을 확인합니다. 큰 커패시터는 상당한 에너지를 저장하므로 저항의 단선이나 분압망 변경 뒤 방전 기능이 사라질 수 있습니다.
확인과 기록
계산한 시간을 기다렸다는 이유만으로 무전압을 가정하지 않습니다. 작업 전 실제 전압을 측정하고, 전원 차단 뒤 다시 상승하는지 확인합니다. 시간 요구와 대기 전력 요구를 함께 기록합니다.
작업 순서를 다시 확인합니다
