[PLC] 전원계통 회로 유도성 노이즈

PLC 전원 계통에서 발생할 수 있는 유도성(inductive) 노이즈와 대처 방안에 대하여 정리해 봅니다.


릴레이, 솔레노이드, 모터스타터(마그네트 컨텍트), 모터가 푸시버튼, 셀렉터 스위치, 릴레이 접점과 같은 물리적 접점을 통해 구동될 때 유도성 서지(surge)가 발생하고 이로 인해 전원 계통에 노이즈가 발생됩니다. 유도성 서지는 과도전압(transient voltage) 또는 스파이크(spike)라 불리기도 하며, 코일 자기장이 붕괴되면서 발생합니다. 코일의 자기장이 붕괴되는 시점에 발생하므로 접점이 OFF되는 시점에 발생되는 것입니다.


유도성 서지는 경우에 따라 매우 높은 전압을 띄며, PLC와 같은 전자장비의 오작동 또는 파손을 야기할 수 있습니다. 이러한 유도성 서지 및 이로 인한 전기적 노이즈를  EMI(Electromagnetic Interference)라고 지칭하기도 합니다. EMI를 줄이는 두가지 보편적인 방법이 절연(isolation)과 감쇄(suppression)입니다.


절연에 의한 노이즈 감쇄는 아래와 같이 절연 트랜스포머를 사용하여 전원부와 입력회로를 절연처리 하는 것입니다.


또는 위 그림과 같이 감압 트랜스포머 역시 노이즈 감쇄 효과가 있습니다.


또 다른 방법으로 소위 스파크킬러로 불리는 서지 감쇄용 장치를 설치하는 것입니다. 이러한 장치로는 RC Circuit(저항-커패시터), MOV(Metal Oxide Varistor) 및 DC 코일 서지 감쇄를 위한 다이오드(diode) 등이 있습니다.




마지막 사진을 보면, 마그네트 컨텍트 코일용 스파크 킬러와 부하용 스파크 킬러가 모두 적용된 것을 확인할 수 있습니다.


서지 감쇄 장치의 종류는 사용하는 부하의 용량 및 특성에 의해 결정됩니다. 서지 감쇄 장치의 종류별 선정방법은 향후 차차 정리해 보겠습니다.


(여담이지만 필자의 현장경험상, 여러 PLC 계장을 보았지만 무슨 영문인지 스파크킬러가 적용된 곳이 거의 없었습니다. 이는 PLC DC 출력모듈에 포함된 다이오드나, SMPS 자체 보호회로에 의하여 큰 문제가 없지 않았나 싶습니다. 특히나 AC 부하 구동용 릴레이에는 거의 사용되지 않고, 간혹 대형 DC 솔레노이드 구동용 릴레이에 스파크킬러가 장착되어 있는 것을 보긴 했습니다. 이에 대한 견해 있으신 분 댓글 남겨주시면 감사하겠습니다.)


끝.

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