먼저 알아둘 용어
브리지(bridge)·AC(Alternating Current) 단자 — 다이오드 네 개로 구성한 브리지는 입력 극성에 따라 두 도통 경로를 선택합니다. AC 또는 ~로 표시한 두 단자는 이 용도에서 DC 입력의 두 선을 받습니다.
VF·차동(differential) 측정·귀로 — VF는 도통하는 다이오드의 순방향 전압입니다. 차동 측정은 부하 두 단자의 전압 차이를 읽는 방법입니다. 귀로는 전류가 전원 쪽으로 돌아가는 경로입니다.
GND(Ground)·역급전 — GND는 회로에서 정한 기준 노드(node)이며 모든 장치에서 자동으로 같은 점이 아닙니다. 역급전은 예정하지 않은 외부 연결에서 전원이 유입되는 상태입니다.
작동 원리
부하 전류는 항상 두 다이오드를 통과하므로 부하 전압은 대략 |Vin|−2VF입니다. Vin은 두 입력선 사이의 전압이며 |Vin|은 그 크기입니다. 실제 두 다이오드의 전압이 다르면 각각의 강하를 빼야 합니다.
극성은 고정되지만 브리지의 음의 출력이 입력 음극에 직결되는 것은 아닙니다. USB(Universal Serial Bus)·오실로스코프(oscilloscope)·다른 장치의 GND를 연결하면 다이오드 경로를 우회하거나 입력을 뜻하지 않게 묶을 수 있습니다. 두 단자만 쓰는 독립 부하인지가 핵심 조건입니다.
적용 순서
- 브리지의 두 AC 단자를 DC 입력의 두 선에 연결하고, +/− 단자는 각각 부하의 양극·음극에 연결합니다. 패키지(package) 배치 모양보다 실제 단자 표기를 우선합니다.
- 입력 극성별로 도통하는 두 다이오드를 따로 표시합니다. 두 경우 모두 부하의 +가 같아야 합니다.
- 부하 양단 전압을 차동으로 측정하고, 입력 기준으로 부하의 두 단자 전압도 각각 기록합니다. 측정기 접지가 회로를 바꾸지 않는 구성을 사용합니다.
- 예정된 부하 전류에서 전압 손실과 발열을 확인한 뒤, 모든 외부 신호선·실드(shield)·USB 연결의 귀로를 추가해 다시 검토합니다.
적용 조건과 한계
낮은 입력 전압에서는 다이오드 두 개의 손실이 부하 전압에서 큰 비율을 차지합니다. 계산 예로 입력 크기가 3 V이고 각 순방향 강하를 해당 조건에서 0.81 V라고 가정하면 부하에는 1.38 V가 남습니다. 이는 가정한 산술이며 모든 다이오드의 실제 값이 아닙니다.
다이오드 종류·전류·온도가 바뀌면 강하도 달라집니다. 두 다이오드 강하를 언제나 1.4 V로 고정하면 운전 조건의 차이를 놓칠 수 있습니다.
확인과 기록
입력을 뒤집어도 출력 극성이 같다는 시험과, 주변 시스템에 연결해도 안전한 공통 전위를 유지한다는 시험은 별개입니다. 후자를 확인하지 않았다면 두 단자 부하용 극성 보정으로만 기록합니다.