전력의 단위는 [W]라고 쓰고, 와트라고 읽습니다. 증기기관을 발명한 영국의 제임스 와트(James Watt)의 이름을 따서 와트라고 부릅니다.
공식은 W = V • I = I²• R = V² / R , 이 공식만 외우고 있으면 됩니다.
2) 전력계산
회로 설계 시 여러 소자들의 전력계산을 합니다. (저항, Regulator, Transistor 등)
회로 소자들의 전력 계산은 사양서에 기재된 한계 전력을 확인한 후 계산을 통해 한계전력 이내로 문제없이 설계가 되었는지 확인을 합니다. 한계전력이 넘었다면 소자가 견딜 수 있는 한계를 벗어난 것이기 때문에 회로 소자는 파손이 됩니다. 그래서 반드시 계산을 통해 회로 소자가 문제없이 선정되었는지 계산하는 과정이 필요합니다.
칩 저항을 예를 들어 설명드리겠습니다. 아래와 같은 회로도가 있다면 저항에 걸리는 전력은 W = V² / R =12²V / 1kohm = 0.144W 입니다. 그렇다면 0.144W보다 높은 전력의 저항을 선정해야 합니다. 칩저항을 기준으로 한다면 3216사이즈 (0.5W)의 칩저항을 선정하면 됩니다. 칩저항의 사이즈별 전력값은 아래에서 설명드리겠습니다.
회로도
칩 저항은 사이즈별로 전력값이 다릅니다. 사이즈별 한계전력은 다음과 같습니다.
1005 size = 0.063W
1608 size = 0.100W
2125 size = 0.125W
3216 size = 0.500W (1Ω ~ 1KΩ)
3226 size = 0.330W (1.1KΩ ~ 10MΩ)
추가로 이전 시간에 저항에 관한 포스팅 기억나시나요? 저항의 정격전력에 관해서 설명드린 내용 중 Derating에 관해서도 설명드렸습니다. 저항마다 정격전력이 있지만 특정 온도 이상에서 정격전력이 떨어지는 현상이 발생합니다. 다시 정리하면 단순히 저항의 전력값만 계산하면 되는 것이 아니라 설계하는 제품의 사용온도를 확인 한 후 사용온도 범위 내에서 온도에 따른 전력의 Derating이 발생하는 구간이 있다면 그 구간을 반영해서 전력계산이 반영되어야 합니다.
반도체도 전력 계산이 필요합니다. 반도체(Regulator/FET 등등) 사양서를 보면 Junction ambient라는 항목이 있고 단위는 K/W 또는 °C/W입니다. 이 항목을 가지고 반도체의 전력값을 구할 수 있습니다.
이번 포스팅에서는 회로 기초이론을 잡아가는 과정이기 때문에 추후에 회로설계라는 카테고리를 통해서 케이스별로 어떻게 회로계산을 하는지 포스팅하도록 하겠습니다.
