터미널 블록의 종류 및 설계 고려 사항

응용 요구에 맞는 다양한 유형의 단자대 제공

산업 자동화 및 기타 응용 분야에서 많은 장치들은 안정적이고 안전한 배선 시스템을 필요로 하며, 단자대를 사용하여 효율적으로 전선을 연결하고 전체 시스템의 안전성을 향상할 수 있습니다. 단자대는 모듈형 하우징과 절연된 본체로 구성되어 있으며, 이를 통해 두 개 이상의 전선을 안정적으로 고정합니다. 단자 커넥터, 연결 단자, 또는 스크류 단자라고도 알려진 단자대는 전기 시스템 내에서 안전한 연결이 필요한 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 단자대는 안전하고 체계적인 반영구적 배선 연결이 필요한 디자인에 이상적이며 현장 점검이나 수리를 위해 쉽게 교체할 수 있습니다.

터미널 블록의 유형은 매우 다양하며 애플리케이션의 필요에 따라 선택할 수 있습니다. 디자인에서 사용할 수 있는 다양한 유형의 터미널 블록에는 PCB 장착형, 배리어 스트립, 피드스루/DIN 레일 등이 포함됩니다.

PCB 장착 터미널 블록은 일반적으로 유로스타일 또는 와이어-투-보드 터미널 블록으로 언급되며, 전선을 모듈에 삽입하고 클램프로 하우징 내부에서 전선을 고정한 후에 공통 풋프린트를 가진 PCB에 하우징을 납땜하여 작동합니다. PCB 장착 터미널 블록은 단일, 이중 또는 다층 모듈로 제공될 수 있습니다.

반면 배리어 스트립(barrier strips)은 링 터미널 또는 스페이드 터미널을 와이어에 연결한 후, 이를 나사 단자에 삽입하고 하우징에 조여 고정하는 방식의 나사 단자를 특징으로 합니다. 배리어 스트립은 보통 진동이 고려되는 환경에서 사용됩니다. 또한, 또 다른 유형으로는 피드스루/DIN 레일 단자 블록(feed-through/DIN rail terminal block)이 있습니다. 이는 두 개의 와이어를 서로 연결하기 위해 사용되며, 와이어-와이어 연결을 위한 구성입니다. 이 유형의 단자 블록은 하나의 입력 접점과 하나의 출력 접점이 있으며, 서로 다른 두 와이어가 하우징의 반대쪽에 삽입됩니다. PCB 장착형 버전과 마찬가지로 이러한 모듈은 단일, 이중 또는 다층 구성으로 제공될 수 있습니다. 피드스루 스타일은 DIN 레일 장착형 구성에서 가장 흔히 발견됩니다. DIN 레일 단자 블록은 보통 와이어-와이어 연결을 위한 피드스루 타입이나 접지 타입으로 제공되며, 접지 타입은 피드스루 스타일과 시각적으로 유사하지만 들어오는 와이어를 연결하는 대신 DIN 레일이나 패널에 접지합니다.

터미널 블록에 대한 주요 전기적 고려사항

터미널 블록을 사용할 시스템을 설계할 때, 시스템의 전체 전압 및 전류 요구 사항뿐만 아니라 폴 수, 피치, 전선 크기/종류 등 기타 요인을 이해하는 것이 중요합니다.

첫째, 단자대를 설계할 때 고려해야 할 가장 중요한 요소는 일반적으로 정격 전류입니다. 정격 전류는 단자의 전도율, 단면적 및 이에 따른 온도 상승과 같은 요인을 기반으로 합니다. 너무 높은 전류로 작동하면 단자대가 과열되고 손상되어 심각한 안전 문제로 이어질 수 있습니다. 권장 사항으로는 시스템에서 예상되는 최대 전류의 최소 150%를 정격 전류로 가진 단자대를 사용하는 것이 좋습니다.

반면에 전압 등급은 터미널 블록 하우징의 절연 강도와 피치에 따라 다릅니다. 적용되는 최대 시스템 전압은 반드시 전압 등급보다 낮아야 하며, 터미널 블록을 선택할 때 시스템에서 발생할 수 있는 전압 서지도 평가해야 합니다. 또한 터미널 블록 내 개별 회로의 수는 폴 수라 불리며, 특정 애플리케이션에 따라 하나의 폴에서 최대 24개 이상까지 다양할 수 있습니다.

터미널 블록의 피치는 한 극에서 다음 극까지의 중심 간 거리로 정의됩니다. 커넥터의 피치는 일반적으로 터미널 블록의 전체 등급에 따라 결정되며, 여기에는 전압/전류, 크리프 거리, 절연 거리와 같은 요소들이 고려됩니다. 일반적인 산업용 피치는 2.54mm, 3.81mm, 5.0mm, 7.62mm 등이 포함되며 이 외에도 다양합니다.

터미널 블록이 수용할 수 있는 최소 및 최대 전선 크기는 전압/전류 등급과 상응하는 함수입니다. 사용된 전선이 터미널 블록에 물리적으로 맞는지 확인하는 것 외에도 전선의 종류도 고려해야 합니다. 보통 나사형 터미널에는 가는 다심 전선 또는 다가닥 전선을 사용하며, 푸시인 방식 터미널 블록에는 단선 전선을 사용하는 경우가 많습니다. 북미에서는 전선 크기가 AWG(American Wire Gauge, 미국 전선 게이지)로 지정되지만, 전선 크기는 mm²로 지정할 수도 있습니다.

단자대의 주요 기계적 고려 사항

전기적 요인 외에도 단자대 설계에서는 기계적 제한 및 제약 사항도 고려해야 합니다. 주목해야 할 주요 특징으로는 연결의 전체적인 크기, 방향, 접근 가능성에 영향을 줄 수 있는 하우징의 기계적 제한이 포함됩니다. 하우징의 기계적 변형에는 와이어 진입 방향, 와이어 고정 방법, 모듈 유형 및 와이어-하우징 연결 방식 등이 포함될 수 있습니다.

터미널 블록의 일반적인 와이어 입력 방향은 가로, 세로, 그리고 45°입니다. 가로와 세로는 각각 90°와 180°로도 불립니다. 와이어 방향은 일반적으로 전체 설계의 물리적 제약에 따라 결정될 수 있으며, 이를 통해 어떤 옵션이 더 적합한지 판단할 수 있습니다.

터미널 블록 하우징 내에서 전선을 고정하는 방법은 일반적으로 세 가지 주요 유형으로 이루어집니다: 나사형 단자, 버튼 누름식 단자, 그리고 푸시-인 단자입니다. 나사형 단자 또는 나사형 터미널 블록은 클램프를 닫는 나사를 조여 터미널 블록 내에서 도체에 대해 전선을 고정합니다. 추가적으로 버튼 누름식 단자는 스프링 클램프를 사용하여 도체에 대해 전선을 고정합니다. 버튼을 누르면 스프링 클램프가 열리고 버튼을 놓으면 스프링이 전선에 클램프됩니다. 푸시-인 단자는 버튼 누름식 단자의 스프링 클램프와 유사하지만 버튼을 눌러 스프링을 열 필요 없이 전선을 하우징에 직접 눌러 고정할 수 있습니다.

터미널 블록 모듈은 연결 가능한 부품 또는 단일 하우징 형태로 구성될 수 있습니다. 연결 가능한 터미널 블록 모듈은 일반적으로 2극 및 3극 버전으로 제작됩니다. 이 두 가지 크기를 사용하여 설계자는 필요한 극 수를 달성하기 위해 모듈을 서로 끼우는 방식으로 조립할 수 있습니다. DIN 레일 터미널 블록은 개별 유닛을 금속 레일에 연결하는 방식으로 작동하며, 원하는 구성과 극 수가 완료되면 호환 가능한 끝 마개를 사용하여 외부 유닛 하우징을 보호하며 설치를 마무리합니다.

단일형 단자 블록은 모든 극이 하나의 하우징 내에 포함된 형태로 제작됩니다. 이는 다중 조립 구성이 불가능한 플러그형 하우징의 일반적인 특징입니다. 기타 용도로는 고전류 또는 고온 버전이 있으며, 단일 하우징이 더 높은 견고성을 제공하는 경우에 사용됩니다.

대부분의 터미널 블록 커넥터는 와이어를 하우징에 직접 삽입할 수 있게 하지만, 플러그로 연결되는 연결 쌍을 사용하는 몇 가지 변형도 있습니다. 이러한 플러그형 터미널 블록은 여전히 와이어를 하우징에 삽입할 수 있도록 하면서도 PCB에 고정된 하우징에 직접 연결할 수 있는 모듈식 하우징의 이점을 제공합니다. 이는 개별 와이어를 모두 분리하지 않고도 주 연결을 자주 분리해야 하는 디자인에 이상적입니다.

터미널 블록 및 기타 설계 고려 사항의 안전 등급

터미널 블록을 지정할 때 안전 등급은 매우 중요합니다. 터미널 블록은 일반적으로 UL 및/또는 IEC 안전 표준에 따라 인증받거나 설계되며, UL94V-0 난연 등급을 충족하는 재료로 제작됩니다. UL 및 IEC 등급은 각 기관이 다른 표준을 사용하기 때문에 데이터시트에 나타나는 방식이 다를 수 있으며, 터미널 블록은 각각의 요구 사항을 충족해야 합니다. 터미널 블록을 선택할 때는 전체 시스템 안전 요구 사항을 이해하고 터미널 블록 등급이 이러한 요구 사항을 준수하는지 확인하는 것이 중요합니다.

사용자가 조립하거나 유지보수를 더 쉽게 할 수 있도록 하우징 색상이나 특수 표식을 변경하여 다른 터미널 블록 연결을 구분하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이는 여러 전선 및 회로가 중앙 위치에 집약되어 있는 복잡한 시스템에서 특히 유용합니다. 또한 터미널 블록을 선택할 때 고온 등급의 터미널 블록이 필요한지를 결정하기 위해 최종 시스템의 작동 온도를 고려해야 합니다.

Same Sky는 터미널 블록의 주요 공급업체로, 플러그형, 무나사형, 나사형 및 DIN 레일 구성으로 최대 24극 개수, 다양한 색상 옵션, 28에서 4 AWG까지의 와이어 게이지를 제공합니다. Same Sky의 터미널 블록 커넥터는 다양한 UL 및 IEC 전류 및 전압 등급을 특징으로 하며, 작동 온도 범위는 -40°C에서 105°C까지이며, 최대 130°C까지의 고온 터미널 블록을 제공합니다.

결론

전체 시스템을 설계할 때 고려해야 할 많은 요소들이 있지만, 터미널 블록은 복잡한 전기 시스템을 연결하는 데 가장 적합한 솔루션입니다. 다양한 유형의 터미널 블록의 특성과 기능을 이해하는 것은 올바른 선택을 하는 데 매우 중요합니다. 적합한 터미널 블록을 선택하는 것은 전기 시스템의 안정성과 안전성에 영향을 미칠 뿐 아니라 유지보수의 용이성과 시스템의 장기적인 수명에도 관련이 있습니다. 특정 애플리케이션 요구사항, 작동 환경, 재료 선택, 설치 편의성을 고려함으로써 디자이너는 가장 적합한 터미널 블록을 선택할 수 있으며, 이를 통해 시스템의 전반적인 성능과 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. Same Sky의 터미널 블록은 다양한 색상 옵션과 구성 형태를 제공하여 설계 과제를 해결할 수 있는 폭넓은 선택지를 제공합니다.