소형 DC 모터 제어 회로를 설계하고 있는데 전원부에서 12v를 입력 받아서 최종 부하단에 공급하는 과정에서 역전류 방지 및 전압 강하는 목적으로 다이오드를 배치하려고 합니다.

Question

현재 부하 최대 전류를 2A 정도 흐를 것으로 예상하는데 단순히 일반 정류 다이오드를 사용하면 발열이 심할 것 같은데 쇼트키 아이도르르 사용하는 것이 효율측면에서 어느정도 유리할까요?

Answer 1

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

12V 2A 부하에서 일반 다이오드는 전압 강하가 0.7v 에서 1v 정도라서 최소 1.4 W 이상의 심한 발열이 생깁니다. 그리고 쇼트키 다이오드는 전압 강화가 0.3V에서 0.4V 수준으로 낮아져서 발열이 절반 이상으로 뚝 줄일 수 있죠. 전압 손실 노출이고 효율을 높이는 무조건 쇼트키를 쓰는 게 유리합니다. 대신 역방향 누설 전류가 살짝 있습니다. 그래서 온도가 너무 올라가지 않게 방열판이나 패턴은 넓게 빼주는 게 좋죠. 제가 보기에는 효율 측면에서는 쇼트키가 압도적으로 좋습니다. 하지만 역전압 마진만 20V 이상으로 여유 있게 골라서 쓰시면 좋겠네요.

Answer 2

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

2a정도라면 일반 정류 다이오드보다 쇼트키 다이오드가 효율과 발열 면에서 유리합니다.

일반 실리콘 다이오드는 보통 약 0.7~1V가 떨어져 2A에서 약 1.4~2W의 열이 발생합니다. 반면 쇼트키는 약 0.3~0.5V 정도라 0.6~1W 수준으로 줄일 수 있습니다.

다만 DC 모터는 기동전류와 순간 역기전력이 크므로, 정격 2A 제품보다는 최소 3~5A 이상, 역전압은 여유 있게 40V 이상인 쇼트키 다이오드를 추천합니다.

역극성 보호용으로 직렬 연결한다면 쇼트키가 무난하지만, 전압강하를 더 줄이고 싶다면 P채널 MOSFET을 이용한 역극성 보호회로가 더 효율적입니다. 또한 모터 단자에는 역기전력 흡수용 플라이백 다이오드도 별도로 필요합니다.

이상입니다!