전자회로의 돌입전류 문제를 해결하는 NTC 서미스터의 원리, 역할, 실전 활용법을 쉽게 정리한 포스트입니다.
전자제품을 켜는 순간 “팍” 하고 전류가 몰리는 경우를 경험해본 적 있으신가요? 이런 돌입전류(inrush current)는 회로에 큰 스트레스를 주고 부품을 손상시킬 수 있습니다. 이를 예방하기 위해 전원 회로의 시작점에는 아주 중요한 부품 하나가 숨겨져 있습니다. 바로 NTC 서미스터(Negative Temperature Coefficient Thermistor)입니다.
이 글에서는 NTC 서미스터의 구조, 원리, 기능, 실제 회로에서의 역할까지 하나씩 자세히 풀어보겠습니다.
NTC 서미스터의 정의와 원리
NTC 서미스터는 온도가 상승하면 저항이 감소하는 특성을 가진 반도체 성질의 저항입니다. 초기에는 높은 저항으로 전류를 제한하지만, 회로에 전원이 인가되어 온도가 올라가면 점점 저항이 낮아져 전류가 정상적으로 흐르게 해줍니다.
왜 돌입전류가 문제일까?
전자제품에 AC 전원을 처음 인가할 때 내부 커패시터가 충전되면서 순간적으로 매우 큰 전류가 흐릅니다. 이 돌입전류는 일반 작동 전류보다 10배 이상 클 수 있어, 브릿지 다이오드나 커패시터, FET 등을 손상시킬 위험이 있습니다.
NTC 서미스터의 동작 과정
- 전원 인가 직후: 서미스터는 차가운 상태 → 고저항 → 전류 제한
- 운전 상태로 진입: 전류가 흐르며 서미스터 발열 → 저항 감소
- 정상 작동 상태: 저항이 매우 낮아져 전류 흐름에 거의 영향 없음
이처럼 NTC 서미스터는 시간에 따라 저항이 변화하면서 회로 보호와 전류 안정화라는 두 가지 기능을 수행합니다.
NTC 서미스터의 주요 사양
- 정격 전류: 회로의 최대 전류를 고려해 선택
- 저온 저항: 전원 인가 직후의 저항값 (예: 10Ω, 22Ω 등)
- 온도계수: 온도 변화에 따른 저항 감소 비율
- 최대 에너지 흡수량: 얼마나 많은 돌입 에너지를 견딜 수 있는지
실제 회로에서의 위치와 연결
NTC 서미스터는 대부분 AC 전원선 바로 뒤, 브릿지 다이오드 앞에 배치되어 있습니다. 이 위치에서 서미스터는 전원 라인의 첫 관문으로 작동하며, 브릿지 다이오드와 평활 커패시터를 보호하는 역할을 합니다.
서미스터가 고장나면 어떤 현상이 발생할까?
다음과 같은 경우 NTC 서미스터의 이상을 의심할 수 있습니다:
- 전원 인가 시 퓨즈가 자주 끊어짐
- PCB 상의 서미스터가 타거나 갈라진 흔적
- 무한 저항 측정 (열화 또는 단선)
- 전류가 흐르지 않음
이런 경우에는 반드시 동일 사양의 NTC 서미스터로 교체해야 하며, 내부 회로에 손상이 없는지도 함께 점검해야 합니다.
결론: 서미스터는 작지만 강력한 보호자
NTC 서미스터는 전원부에서 작고 저렴한 부품이지만, 그 역할은 매우 큽니다. 돌입전류로부터 회로를 보호하고, 수명을 늘리는 데 기여합니다. 특히 브릿지 다이오드, 커패시터, FET 등 고가 부품의 손상을 방지하므로, 전원 설계 시 반드시 고려되어야 할 필수 부품입니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
- Q: NTC 서미스터는 교체 주기가 있나요?
A: 통상적으로 고장 시에만 교체하며, 과열 또는 외관 이상이 없으면 오래 사용 가능합니다. - Q: NTC 대신 다른 방법으로 돌입전류를 막을 수 있나요?
A: NTC 외에도 릴레이+저항 방식이나 서보 소프트 스타트 회로 등이 있지만 구조가 복잡합니다. - Q: NTC 서미스터가 없는 회로도 있나요?
A: 단순 저전력 회로나 보호회로가 따로 있는 회로는 생략되는 경우도 있습니다.
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