기판 위의 다이오드는 무슨 역할을 할까? 역접속 방지와 정류 회로의 기본
1 분
- 다이오드는 전류의 방향을 정해 주는 부품
- 다이오드의 역할 1: 역접속 방지에 사용
- 다이오드의 역할 2: 정류 회로에도 사용
- 방향을 잘못 넣으면 동작하지 않는다
- 발열과 전압 강하도 고려하기
- 다이오드는 방향과 목적을 함께 보기
기판을 보다 보면 전원 입력부 근처나 모터, 릴레이, LED 주변에 다이오드가 들어가 있는 경우가 있습니다. 다이오드는 전류의 방향을 제어하거나 역접속이나 역류로부터 회로를 보호하기 위해 사용되는 부품입니다. 기판 위에서 어디에 배치되어 있는지를 보면 그 회로에서 무엇을 보호하려고 하는지 알 수 있습니다.
다이오드는 전류의 방향을 정해 주는 부품
전자공작에서 자주 사용하는 부품 중 하나로 다이오드가 있습니다. 다이오드는 순방향으로는 전류가 잘 흐르고, 역방향으로는 보통 전류가 거의 흐르지 않는 부품입니다. 다만 역방향 전류가 완전히 0이 되는 것은 아니며, 미세한 누설 전류가 흐릅니다. 또한 역방향으로 큰 전압이 걸리면 항복(Breakdown) 현상이 일어나며, 일반 다이오드에서는 파손으로 이어질 수 있습니다. 이 성질을 이용해 전원을 역접속했을 때 회로가 쉽게 망가지지 않도록 하는 보호, 교류를 직류에 가까운 형태로 바꾸는 정류, 역류 방지 등에 사용됩니다.
기판 위의 다이오드는 전류의 방향을 제어하거나 역접속이나 역류로부터 회로를 보호하기 위해 사용됩니다. 전원 입력부 근처, 모터나 릴레이 근처, 정류 회로의 일부 등 배치되는 위치에 따라 역할이 달라집니다. 다른 기판을 참고할 때는 '왜 이 위치에 들어가 있는가'를 생각해 보는 것이 중요합니다.
다이오드의 역할 1: 역접속 방지에 사용
전자공작이나 시제품 단계에서는 주의하더라도 플러스와 마이너스를 반대로 연결하는 경우가 있습니다. 이 경우 원래 흐르면 안 되는 방향으로 전류가 흘러 부품이 고장 나는 원인이 됩니다. 그래서 입력부에 다이오드를 넣어 역방향으로 전류가 흐르지 않도록 하는 것이 일반적입니다.
하지만 주의할 점이 있습니다. 역접속 보호에 다이오드를 사용할 때는 아무 다이오드나 써도 되는 것은 아닙니다. 저전압 회로에서는 순방향 전압에 의한 전압 강하, 대전류 회로에서는 발열, 역접속 시에는 역방향 전압과 누설 전류에 주의해야 합니다. 용도에 맞는 품번과 정격을 선택하는 것이 중요합니다.
다이오드의 역할 2: 정류 회로에도 사용
다이오드의 대표적인 두 번째 용도는 정류입니다. 정류란 교류처럼 방향이 바뀌는 전기를 한 방향의 전기로 꺼내는 개념입니다. AC 어댑터나 전원 회로에서는 다이오드나 브리지 다이오드를 사용해 정류하는 경우가 있습니다.
방향을 잘못 넣으면 동작하지 않는다
다이오드에서 가장 중요한 것은 방향입니다. 다이오드에는 애노드와 캐소드가 있으며, 부품 본체에는 띠나 인쇄로 방향이 표시되어 있습니다. 기판 위에도 실크스크린으로 다이오드의 방향이 표시되어 있는 경우가 있습니다.
LED도 다이오드의 일종으로, 플러스와 마이너스를 잘못 연결하면 점등되지 않는 것도 이 때문입니다.
역접속 방지용, 정류용, 보호용은 다이오드를 넣는 위치도 방향도 다릅니다. 겉보기에는 비슷한 다이오드라도 회로상의 목적에 따라 동작이 달라지므로, 회로도와 기판 양쪽에서 확인하는 것이 중요합니다.
발열과 전압 강하도 고려하기
다이오드에 전류가 흐르면 순방향 전압에 의한 손실이 발생합니다. 작은 LED 회로에서는 큰 문제가 되지 않는 경우도 있지만, 모터나 대전류가 필요한 LED를 다룰 때는 발열에 주의해야 합니다.
전압에 여유가 없는 회로에서는 쇼트키 배리어 다이오드처럼 순방향 전압이 낮은 것을 사용하기도 합니다. 다만 어떤 다이오드를 선택할지는 전류, 내압, 발열, 용도를 보고 결정해야 합니다.
다이오드는 방향과 목적을 함께 보기
기판 위의 다이오드를 볼 때는 '이 다이오드는 무엇을 막고 있는가', '어느 방향으로 전류를 흘리고 싶은가'를 생각하면 이해하기 쉬워집니다.
역접속 방지, 정류, 역류 방지, 코일 보호 등 다이오드의 용도는 다양합니다. 전자공작에서는 부품의 방향뿐 아니라 전원에서 부하까지의 전류 흐름을 따라가며 다이오드의 역할을 확인해 보면 좋습니다.
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