아래 김*근 님의 콘텐츠 댓글/조언에 따라 이곳에 정리합니다.

https://audiopub.co.kr/2022/09/12/ic%ea%b0%80-%ec%99%9c-%ed%8f%ad%eb%b0%9c%ed%96%88%ec%9d%84%ea%b9%8c/#comment-21720

아래 그림에서,



○ 위쪽은 (흔히 DC만 생각하고) LM7805 등 유명한 LM 시리즈 IC를 쓰는 경우입니다. 무심결에 쓰게 됩니다. 저는 그랬습니다.

그런데 마침 부하에 Spike를 유도하는 부품이 있다고 하면? 그 Spike는,

- 자기 마음대로 맥동하는, 전혀 DC가 아닌 성분입니다. AC와 같다고 얼렁뚱땅 정의하고요. 수십 Mhz, 수백 Mhz RF처럼... 극단의 고전압 AC 성분으로 구성되어 있기 때문에 통제가 잘 안 되고 그래서 PCB 패턴이나 만능기판 땜 포인트를 자기 마음대로 쉽게 넘어갑니다.

- 그것이 1번과 2번의 경로로 흐릅니다. 2번 경로로 흐르면 LM 시리즈의 내부 구조 때문에 큰 문제가 생긴다고 봤습니다. 제 경우는 7~900V. (1000볼트가 넘어가면 오실로스코프나 멀티미터에 원복 불가의 데미지가 갈 수도 있습니다.  그 제품이 제대로 된 보호 기능이 없다면요)

** 그 말은, LM 시리즈는 기본적으로 Spike를 견딜 수 있도록 설계된 IC가 아니라는 뜻이 됩니다! **

- 한편으로 저~~기 멀리 있는 다른 우회 경로를 통해서 3번처럼 마구 달려갑니다. 어떤 우회 경로인지 눈으로 안 보입니다. 그래서 DIYer는 머리를 긁게 되지요. 그러면서 LM 시리즈가 견딜 수 없는 강도의 에너지이면 당연히 소자가 파손될 것이고...

- IC가 잘 견뎠는데... 어쨌든 통과한 에너지는 또... 부하 쪽으로 가고 그 과한 에너지가 증폭되거나 어쩌고저쩌고 묘한 상승의 효과 그러니까 마치 발진과 같은 상황을 만들어낼 수도 있겠고요. 물론 상상입니다.

그러면 사단이 나겠고... 제 경우는 정말로 사단이 났던 것이네요.

○ 그러한 Spike를 블로킹 하기 위해서 두 번째 그림과 같은 조치를 취했습니다. 콘텐츠 글에는 LM 시리즈의 GND 핀 라인에 대한 배려가 없었는데... 잘 있는 듯하다가 또 증상이 발생하여  그림에서 처럼 GND를 마주보고 있도록 하나 더 달아주었습니다.

○ 이렇게 (소용량 X) 순간 Peak를 고려한 정류용 다이오드(O)를 달아놓으면 다이오드가 On 상태일 때 전압강하가 일어날 것인데요. IC 입력 쪽은 통상 (예) 24V를 12V로 낮춰쓰니까 별 문제가 없을 것이죠? 출력 쪽, GND쪽은 전압이 약간 달라짐을 고려해야 하겠고요. 그런데 수시로 소자가 파괴되는 것보다는... 에라이~ 달아 놓고 마음 편이 쓰는 게...

^^

○ TVS, MOV도 대안입니다. MOV는 한 번 견디고 파괴되면 그 다음에는 있으나 마나인... TVS는 원복이 되지만... 부품통에 있던 MOV 대충 붙였는데 별 효과가 없더군요. 역시 동작 전압 등 등급이 안 맞아서입니다.

TVS가 없으면 제너 다이오드를 두 개 반대 방향으로, 혹시나 더 강력한? 그러면 비슷한 기능을 수행하는 애벌런치 다이오드를 두 개를... 눈사태가 나는 것처럼 화끈하게...

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아무튼, 김정근 님의 조언하신 대로 이런 내용이 어디선가 고민하고 있는 분에게 도움이 되면 좋겠습니다. 대학생이거나 DIYer이거나...

○ 아? 그리고 지금 이 게시판 글에서... Surge라는 말과 Spike라는 말을, 저는 이렇게 관념적으로 구분했습니다.

"서지는 외부에서 들어오는 에너지 충격",
"스파이크는 구현 회로 안에 담겨 있는 부품들의 상호작용에  의한 에너지 충격"

그말이 그말처럼... 제대로 된 구분인지는 모르겠네요.

(내용 추가) 다음은 흔히 보게 되는... GND 라인의 상태를 바라보지 않는 회로도입니다.



다양한 방법으로  IGBT Gate핀을 보호하고 IC를 보호하고 연접된 회로를 보호하고 있다고 생각합니다만... GND 라인이 비어 있습니다. 그 GND 라인은 새시에 접지를 해도, 일체 전위차가 없도록 점검을 해도... 그냥 써지든 스파이크든 뭔가 흐르는 경로가 됩니다.

심지어 몇 cm를 점프하는데... 정말 정신 나간 녀석이 물불을 안 가리지요.