바리스터는 양단 전압이 커지면 전류가 급격히 증가하는 비선형 보호소자입니다. 정상 전압에서는 누설만 허용하고 짧은 과도 전압에서 전류를 우회시키도록 고릅니다. 서지(surge)는 짧게 유입되는 과도 전압·전류입니다. 클램프 전압(clamping voltage)은 지정된 서지 전류와 파형에서 바리스터 양단에 실제로 남는 전압입니다. 부품의 최대 연속 사용 전압이나 명목 바리스터 전압과 같은 숫자로 읽으면 안 됩니다.
L–N과 L/N–PE는 서로 다른 전압을 봅니다
L(line, 활선)과 N(neutral, 중성선) 사이의 MOV는 두 선 사이 차동 과도 전압(differential-mode transient)을 제한하려는 소자입니다. L과 N이 보호접지에 대해 함께 상승하는 공통 모드 과도 전압(common-mode transient)은 L–N MOV 양단에 큰 전압 차이를 만들지 않을 수 있습니다. L–PE와 N–PE에 각각 MOV를 두면 PE(protective earth, 보호접지)로 향하는 경로가 생깁니다. 여기서 회로도의 접지 기호가 실제 보호접지인지 신호 접지인지 먼저 확인해야 합니다. PE가 없는 제품에 접지 기호만 보고 같은 구성을 옮길 수는 없습니다.
예를 들어 서지 전류가 L에서 PE로 흐르려면 MOV뿐 아니라 제품의 PE 연결, 배선과 상위 전원 계통을 지나 돌아갈 수 있어야 합니다. 이 경로의 임피던스가 크면 부하에 남는 전압도 커질 수 있습니다. 또한 L–PE/N–PE MOV의 지속 고장 전류가 작을 경우 일반 과전류 퓨즈가 기대한 시간 안에 끊어지지 않을 수 있습니다. 보호접지 쪽 MOV를 선택할 때에는 적용 제품의 절연·누설 요구와 열 차단 구조를 함께 검토합니다.
직류 유도성 부하에서는 스위치 양단 전압을 따로 봅니다
코일 같은 유도성 부하(inductive load)는 전류가 흐르는 동안 에너지를 저장합니다. 아래쪽 트랜지스터가 전류를 끊으면 코일 전류가 계속 흐르려 하므로 스위치 양단 전압이 상승할 수 있습니다. MOV를 스위치 양단에 놓는 방식은 그 스위치 전압을 제한하려는 것입니다. 코일 양단에 보호소자를 두는 구성과는 전류가 돌아가는 경로가 다릅니다. 전원이 계속 연결된 구성이라면 전류가 줄어드는 동안 전원도 에너지를 공급하므로, MOV가 감당할 에너지를 코일의 초기 저장 에너지만으로 정하지 않습니다. 정상 공급 전압에서 MOV가 불필요하게 도통하지 않으면서 스위치의 허용 전압 아래에서 필요한 에너지를 처리하는지 확인합니다. 한 장의 연결 개념도만으로 소자의 값이나 반복 스위칭 수명을 확정할 수는 없습니다.
부품값보다 먼저 확인할 순서
- 보호하려는 두 노드를 L–N, L–PE, N–PE, 직류 스위치 양단 중에서 명시합니다. 정상 운전과 고장 때 전류가 실제로 돌아가는 선도 그립니다.
- 입력 전압의 정상 최대값과 지속될 수 있는 이상 전압을 구해 MOV의 최대 연속 사용 전압과 누설 조건을 검토합니다. 이 값만으로 서지 시 잔류 전압이 충분히 낮다고 판단하지 않습니다.
- 예상 서지 파형·전류·반복 횟수에서 클램프 전압과 에너지 부담을 대조합니다. 직류 코일이라면 전류 차단 직전 저장 에너지와 스위치 정격도 확인합니다.
- 지속 과전압에서 MOV가 열을 내는 동안 누가 회로를 끊는지 확인합니다. 보호접지 경로에서는 퓨즈만 믿지 말고 적절한 열 차단 및 적용 규격을 확인합니다.
- 정의된 시험 조건에서 MOV 양단뿐 아니라 보호할 회로의 입력 단자에 남는 전압을 측정합니다. 정상 상태의 누설·온도와 반복 시험 후 변화도 기록합니다.
배치도는 보호소자가 어느 전압을 보는지 설명할 수 있지만, 실제 제품의 안전 적합성이나 특정 MOV의 정격을 대신 증명하지는 않습니다. 연결 노드와 차단 경로를 정한 뒤에야 부품값을 고를 수 있습니다.