DC 파워서플라이를 고를 때 “전압·전류 범위만 DUT보다 크면 되겠지”라고 생각하기 쉽지만, 실제 설계에서는 용량(전력) 여유와 보호기능(OVP·OCP·OPP·OTP) 설정까지 함께 봐야 합니다. 보호기능은 파워서플라이 자체를 지키는 것이 아니라, 대부분 DUT(피시험체)나 부하 쪽을 과전압·과전류로부터 지키기 위한 장치이기 때문입니다.
용량 선정 기준: 전압·전류가 아니라 “동작점 전력”
대부분의 DC 파워서플라이는 정전압(CV) 모드와 정전류(CC) 모드가 교차하는 출력 특성 곡선을 가지고 있어, 정격 전압×정격 전류를 그대로 곱한 값을 항상 낼 수 있는 것은 아닙니다(자세한 CV·CC 동작 원리는 아래 관련 글 참고). 따라서 용량은 다음 기준으로 확인해야 합니다.
- 정격 전압 ≥ DUT(부하) 최대 요구 전압 × (1 + 전압 여유율)
- 정격 전류 ≥ DUT(부하) 최대 요구 전류 × (1 + 전류 여유율)
- 정격 전력 ≥ 실제 동작점(요구 전압×요구 전류) × (1 + 전력 여유율)
전압·전류 여유율을 각각 확보해도 전력 정격이 부족하면 원하는 동작점에 도달하지 못하므로, 세 가지를 모두 개별적으로 확인해야 합니다.
보호기능 선정: OVP·OCP·OPP·OTP
- OVP(과전압보호): 출력 전압이 설정값을 넘으면 즉시 출력을 차단해 DUT를 과전압으로부터 보호합니다. 오작동·조작 실수·장비 고장으로 전압이 튀는 상황에 대비하는 마지막 안전장치입니다.
- OCP(과전류보호): CC 모드로 전류가 제한되는 것과 달리, OCP는 전류 제한 상태가 일정 시간(지연시간, 보통 사용자 설정 가능) 이상 지속되면 출력을 아예 꺼버립니다. DUT가 장시간 전류 제한 상태로 방치되는 것을 막습니다.
- OPP(과전력보호): 전압·전류 개별 정격 안에 있어도 전력(V×I) 합이 특정 값을 넘으면 출력을 차단하는 기능으로, 일부 고용량 모델에만 탑재되어 있어 필요하다면 해당 모델에 있는지 데이터시트로 확인해야 합니다.
- OTP(과온보호): 내부 온도가 임계값을 넘으면 출력을 차단하는 장비 자체 보호 기능입니다.
실전 계산: 51.2V LFP 랙 충전용 파워서플라이 사양
16직렬(16S)로 구성한 51.2V급 LFP 랙(완전충전 시 58.4V)을 최대 50A로 충전한다고 가정하고, 전압·전류·전력 여유율을 모두 10%로 둡니다.
| 항목 | 계산 | 결과 |
|---|---|---|
| 필요 정격 전압 | 58.4V × 1.1 | 약 64.2V |
| 필요 정격 전류 | 50A × 1.1 | 55A |
| 필요 정격 전력 | 58.4V × 50A × 1.1 | 약 3.21kW |
| 권장 OVP 설정 | 58.4V × 약 1.05~1.10 | 약 61.3~64.2V |
OVP는 정상 충전 전압(58.4V)보다 살짝 높게, 그러나 배터리의 절대 최대 허용 전압은 넘지 않는 수준으로 설정하는 것이 일반적입니다. 참고로 실제 상용 벤치형 파워서플라이(예: 6V/5A, ±25V/1A 3채널 구성 모델)의 경우 채널별 OVP 기본값이 정격 전압의 약 110% 수준(6V 채널→6.6V, 25V 채널→27.5V)으로 공장 출하 설정되어 있고, 사용자가 DUT에 맞게 재설정할 수 있습니다.
계산기로 직접 확인하기
부하 조건(전압×전류)에 따른 전력 요구치는 DC 전력 계산기로 먼저 계산하고, 배터리 랙을 충전하는 경우라면 배터리 계산기로 Ah·Wh 스펙을 함께 검산하는 것을 권장합니다.
주의사항
- OVP·OCP·OPP 설정값과 기본값(default)은 제조사·모델마다 다르므로, 위 예시(약 110%)는 참고용이며 실제 적용 전 해당 모델의 데이터시트·프로그래밍 가이드를 반드시 확인해야 합니다.
- OPP는 모든 모델에 있는 기능이 아닙니다. 저가형·저용량 벤치형 모델에는 OVP·OCP·OTP만 있고 OPP가 없는 경우가 많습니다.
- 파워서플라이의 내부 보호기능은 장비·DUT 보호용이며, 배선·케이블·커넥터를 과전류로부터 보호하는 것은 아닙니다. 회로 자체의 과전류 보호(차단기·퓨즈)는 한국전기설비규정(KEC) 212 등 관련 기준에 따라 별도로 구성해야 합니다.
- 이 글은 개념과 계산 방법을 익히기 위한 참고 자료이며, 특정 제조사·모델의 구매를 추천하는 것이 아닙니다.
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참고자료
- Keysight: E36311A 80W Triple Output Power Supply, 6V/5A, ±25V/1A (채널별 정격 사양)
- Keysight: E36300 Series Programming Guide (OVP 기본 설정값 등 보호기능 사양)
- Keysight: Overvoltage Protection (OVP) in Power Supplies (애플리케이션 노트)
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