선풍기가 최대 속도로만 돈다면: 트라이액 단락과 게이트 개방 구분하기

선풍기 속도가 조절되지 않고 항상 최대로 돈다, 조광기를 돌려도 밝기가 바뀌지 않는다, 가전 보드에서 모터나 히터가 아예 켜지지 않는다. 이런 증상에서 확인해야 할 부품 중 하나가 트라이액(TRIAC)입니다. 트라이액은 교류 부하를 켜고 끄는 반도체 스위치라서 고장 나면 부하가 계속 켜져 있거나 전혀 켜지지 않습니다. 이 글에서는 트라이액의 단자와 동작 원리를 짚고, 멀티미터로 단락·개방·트리거 불량을 구분하는 측정 순서와 판정 기준을 정리합니다.

이 글에는 직접 만든 그래프 두 개를 함께 넣었습니다. 하나는 220V 선풍기형 부하에서 트라이액이 정상일 때, MT1–MT2가 단락됐을 때, 게이트가 열렸을 때 모터에 걸리는 전압이 어떻게 달라지는지를 ngspice로 시뮬레이션한 결과이고, 다른 하나는 멀티미터 대신 9V·12V 직류 전원으로 트라이액을 켜 보는 시험 지그의 저항값을 BT136 데이터시트 값으로 직접 계산한 것입니다. 가정한 조건은 각 그래프 설명에 모두 적었습니다.

트라이액의 단자와 동작 원리

트라이액에는 단자가 세 개 있습니다. 주 단자 1(MT1), 주 단자 2(MT2), 그리고 게이트(G)입니다. 데이터시트에 따라 MT1과 MT2를 A1, A2로 표기하기도 합니다. 부하 전류는 MT1과 MT2 사이로 흐르고, 게이트는 이 경로를 켜는 신호를 받는 단자입니다.

게이트에 신호가 없으면 트라이액은 MT1–MT2 사이를 어느 방향으로도 막고 있습니다. 게이트에 트리거 전류가 흐르면 켜지고, 켜진 직후 게이트 신호를 빼도 꺼지지 않으려면 주 전류가 래칭 전류(Latching Current, IL) 이상이어야 하고, 그 뒤에는 주 전류가 유지 전류(Holding Current, IH) 이상인 동안 도통 상태를 유지합니다. 교류는 반주기마다 0을 지나므로 전류가 유지 전류 아래로 떨어지는 순간 꺼지고, 다음 반주기에 다시 게이트 신호를 받아야 켜집니다. 조광기와 선풍기 속도 조절기는 이 성질을 이용해 반주기 안에서 켜는 시점을 바꿔 부하에 가는 전력을 조절합니다.

게이트 트리거는 MT1을 기준으로 MT2와 게이트의 극성 조합에 따라 네 개의 사분면으로 나뉩니다. 사분면마다 켜는 데 필요한 게이트 전류가 다릅니다. 예를 들어 Philips BT136 series 데이터시트(Rev 1.400)의 BT136-600은 게이트 트리거 전류 최대값이 1~3사분면에서 35mA, 4사분면(MT2 −, 게이트 +)에서 70mA이고, 대표값도 1사분면(MT2 +, 게이트 +) 5mA, 4사분면 30mA로 4사분면이 가장 큽니다. 그래서 같은 트라이액이라도 측정할 때 리드 극성에 따라 켜지기 쉬운 정도가 달라질 수 있습니다. 게이트 감도를 높인 변형 품번은 이보다 작은 값을 갖는 등 IGT는 품번마다 다르고, 같은 부품이라도 온도에 따라 달라지므로 교체·시험할 품번의 데이터시트로 확인합니다.

트라이액이 쓰이는 곳과 고장 증상

트라이액은 조광기, 선풍기를 비롯한 전동기 속도 조절, 가전제품의 교류 부하 제어에 쓰입니다. 마이크로컨트롤러가 게이트를 구동할 때는 상용 교류 전원과 제어 회로를 분리하려고 포토 트라이액 같은 광절연 소자를 사이에 두기도 합니다. 그래서 트라이액 쪽 고장을 추적할 때는 트라이액 자체와 게이트 구동 경로를 나눠서 봐야 합니다.

• MT1–MT2 단락: 게이트 신호가 없어도 MT1–MT2 사이가 도통합니다. 부하 쪽에서는 꺼야 할 때도 꺼지지 않는 증상으로 나타납니다.
• MT1–MT2 개방 또는 게이트 개방: 제어 신호가 나와도 부하가 전혀 켜지지 않습니다.
• 오동작(원하지 않을 때 켜짐): 트라이액이 멀쩡해도 생길 수 있습니다. 전압이 급격히 변하면(dv/dt) 내부 기생 용량을 통해 트라이액이 저절로 켜질 수 있고, 모터 같은 유도성 부하를 끌 때 생기는 전압 변화로 다시 켜지기도 합니다(전류 전환 시 dv/dt).

세 번째 경우는 소자를 바꿔도 해결되지 않을 수 있습니다. 이런 오동작을 막으려고 MT1–MT2 사이에 저항·커패시터(RC) 또는 저항·커패시터·인덕터로 된 스너버 회로를 둡니다. 그러니 트라이액을 교체하기 전에 스너버의 저항이 끊기지 않았는지, 커패시터가 부풀거나 타지 않았는지도 함께 보는 것이 좋습니다.

직접 시뮬레이션: 단락된 트라이액은 노브와 상관없이 220V를 그대로 보냅니다

위 증상 목록을 실제 전압으로 확인하려고, 220V 60Hz에서 트라이액이 정상일 때, MT1–MT2가 단락됐을 때, 게이트가 열려 신호가 들어가지 않을 때 모터에 걸리는 전압을 ngspice로 직접 시뮬레이션했습니다. 정상 트라이액은 점호각(반주기가 시작된 뒤 게이트를 거는 시점)을 0도에서 175도까지 5도 간격으로 바꿔 가며 돌렸습니다.

가정은 다음과 같습니다. 선풍기 모터는 저항 500Ω과 인덕터 1.2H를 직렬로 이은 부하로 단순화했고, 비교용으로 100W 전열 기구에 해당하는 저항 부하 484Ω도 함께 넣었습니다. 트라이액은 게이트 신호가 있으면 켜지고, 게이트 신호가 없을 때는 전류가 유지 전류 아래로 떨어지면 꺼지는 스위치로 만들었습니다. 유지 전류는 아래 직접 계산에 쓴 Philips BT136 series 데이터시트(Rev 1.400)의 최대값 15mA, 켜졌을 때 저항은 같은 데이터시트 Fig.10 근사식의 0.091Ω입니다. 게이트 신호는 점호각부터 반주기 끝 직전까지 유지하는 방식(펄스열 구동과 같은 효과)으로 두었고, 트라이액 양단에는 스너버 100Ω+47nF를 달았습니다. 단락은 0.1Ω 저항으로, 게이트 개방은 게이트 신호가 전혀 들어가지 않는 경우로 넣었습니다. 모터와 스너버 값은 계산을 위해 정한 값이며 특정 제품의 값이 아닙니다.

점호각	정상 · 선풍기형 부하 전압	정상 · 선풍기형 부하 전력	정상 · 저항 부하 전압	정상 · 저항 부하 전력
0도	220.0V	53.2W	220.0V	100.0W
45도	220.1V	53.3W	209.6V	90.8W
60도	211.4V	40.9W	197.1V	80.3W
90도	175.5V	19.7W	155.2V	49.8W
120도	121.6V	4.9W	96.9V	19.4W
150도	63.8V	0.3W	37.0V	2.8W
MT1–MT2 단락(점호각 무관)	220.0V	53.2W	–	–
게이트 개방(점호각 무관)	2.6V	7.7mW	–	–

직접 시뮬레이션 결과, 정상 트라이액은 점호각을 늦출수록 모터 전압이 내려가 점호각 90도에서 176V, 150도에서 64V였습니다. 반면 MT1–MT2가 단락된 트라이액에서는 게이트 신호와 상관없이 전원 전압이 그대로 걸려 220V, 소비 전력 53.2W로 점호각 0도일 때와 같았습니다. 노브를 어디에 두든 최대 속도로 도는 증상이 이렇게 나타납니다. 게이트가 열린 경우에는 스너버로만 전류가 흘러 모터 전압이 2.6V, 전력은 7.7mW에 그쳐 모터가 돌지 않는 조건이었습니다.

하나 더 볼 것은 정상 트라이액이라도 선풍기형 부하에서는 점호각 45도까지 모터 전압이 220V로 줄지 않았다는 점입니다. 인덕터 성분 때문에 전류가 전압보다 늦게 끝나기 때문인데, 점호각 90도에서도 전류는 전압이 0을 지난 뒤 약 38도 동안 더 흘렀습니다. 저항 부하는 같은 45도에서 210V로 이미 내려갔습니다. 실제 모터에서 이 구간이 얼마나 되는지는 모터마다 다르지만, 노브의 한쪽 끝 부근에서 속도 변화가 작다는 것만으로 트라이액 단락이라고 판단하지는 않습니다.

이 결과를 진단에 쓰는 방법은 다음과 같습니다.

• 노브 전체 범위에서 속도가 그대로 최대라면 MT1–MT2 단락이나, 게이트가 계속 구동되는 경우(광절연 소자 출력 쪽 단락, 제어 신호 이상)를 의심합니다. 둘을 가르려면 아래 1단계처럼 트라이액을 떼어 MT1–MT2를 양방향으로 잽니다. 떼어 낸 트라이액이 OL이면 소자보다 게이트 구동 경로 쪽을 봅니다. 광절연 소자 입력 쪽 LED를 확인하는 방법은 포토커플러(PC817) 점검 글에서 다뤘습니다.
• 모터가 전혀 돌지 않는데 보드에 전원은 들어온다면 게이트 개방, MT1–MT2 개방, 게이트 신호가 오지 않는 경우를 구분합니다. 위 시뮬레이션처럼 게이트가 열려도 스너버를 통해 부하 쪽에 몇 V가 나타날 수 있으므로, 통전 상태에서 부하 전압이 0V가 아니라는 것만으로 트라이액이 켜지고 있다고 보지 않습니다.
• 버튼으로 단수를 고르는 선풍기라면 속도를 바꾸는 방식부터 확인합니다. 트라이액 대신 모터 권선의 탭을 스위치나 릴레이로 바꾸는 구성도 있으니, 보드에 트라이액이 없다면 릴레이 코일과 접점 점검 쪽으로 넘어갑니다.

이 시뮬레이션은 선풍기 모터를 저항과 인덕터로만 단순화한 것이라, 실제 모터의 역기전력과 회전 속도에 따른 임피던스 변화는 들어 있지 않습니다. 트라이액이 꺼져 있는 구간의 전압 출렁임은 이 단순 부하의 인덕터와 스너버 커패시터가 만드는 공진으로, 실제 모터에서는 모양이 다를 수 있습니다. 모터 전압과 회전 속도의 관계도 모터마다 달라서, 위 전압을 속도로 바꿔 읽을 수는 없습니다. 상태별 차이를 보는 용도로 쓰시기 바랍니다. 시뮬레이션에 쓴 넷리스트는 아래와 같습니다(점호각 90도 기준이며, 다른 점호각은 .param의 fire 값만 바꿔 돌렸습니다).

* phase-angle control of a 220Vrms 60Hz load by a triac: A = normal triac, B = MT1-MT2 shorted, C = gate open (fan-like R-L load)
*   D = normal triac on a resistive load (100W at 220V)
* triac (behavioural): voltage-controlled switch with hysteresis. turns on when the gate signal is present,
*   stays on without gate while |I| > IH = 15mA (BT136 max holding current, Philips BT136 series Rev 1.400),
*   on-resistance 0.091 ohm (Rs of the datasheet Fig.10 on-state fit; the ~1V on-state drop is ignored)
* gate: held from the firing angle to 98% of each half cycle (same effect as a pulse train), both half cycles
* fan load (assumed): R 500 ohm + L 1.2H in series; snubber (assumed) 100 ohm + 47nF across each triac
* shorted triac (B): 0.1 ohm resistor
.param fire=90 tf={fire/21600} pw={8.1667m-tf}
.model SWT SW(VT=1 VH=0.9 RON=0.091 ROFF=100Meg)
Vs ac 0 SIN(0 311.127 60)
Vg g 0 PULSE(0 1 {tf} 10u 10u {pw} 8.33333m)
Rg g 0 1Meg
* --- A: normal triac, fan load
Vta ac ta 0
Sa ta la ca 0 SWT
Bca ca 0 V = 2*v(g) + 0.1*abs(i(Vta))/15m
Rsa ac sa 100
Csa sa la 47n
Vla la xa 0
Ra xa ya 500
La ya 0 1.2
* --- B: MT1-MT2 shorted, fan load
Rtb ac lb 0.1
Rsb ac sb 100
Csb sb lb 47n
Vlb lb xb 0
Rb xb yb 500
Lb yb 0 1.2
* --- C: gate open (never fires), fan load
Sc ac lc cc 0 SWT
Vcc cc 0 0
Rsc ac sc 100
Csc sc lc 47n
Vlc lc xc 0
Rc xc yc 500
Lc yc 0 1.2
* --- D: normal triac, resistive load 484 ohm
Vtd ac td 0
Sd td ld cd 0 SWT
Bcd cd 0 V = 2*v(g) + 0.1*abs(i(Vtd))/15m
Rsd ac sd 100
Csd sd ld 47n
Vld ld xd 0
Rd xd 0 484
* load power as node voltages for averaging
Bpa pa 0 V = v(la)*i(Vla)
Bpb pb 0 V = v(lb)*i(Vlb)
Bpc pc 0 V = v(lc)*i(Vlc)
Bpd pd 0 V = v(ld)*i(Vld)
Rpa pa 0 1Meg
Rpb pb 0 1Meg
Rpc pc 0 1Meg
Rpd pd 0 1Meg
.tran 5u 66.6667m 33.3333m 5u
.meas tran vs_rms RMS v(ac) FROM=50m TO=66.6667m
.meas tran va_rms RMS v(la) FROM=50m TO=66.6667m
.meas tran vb_rms RMS v(lb) FROM=50m TO=66.6667m
.meas tran vc_rms RMS v(lc) FROM=50m TO=66.6667m
.meas tran vd_rms RMS v(ld) FROM=50m TO=66.6667m
.meas tran ia_rms RMS i(Vla) FROM=50m TO=66.6667m
.meas tran ib_rms RMS i(Vlb) FROM=50m TO=66.6667m
.meas tran ic_rms RMS i(Vlc) FROM=50m TO=66.6667m
.meas tran id_rms RMS i(Vld) FROM=50m TO=66.6667m
.meas tran pa AVG v(pa) FROM=50m TO=66.6667m
.meas tran pb AVG v(pb) FROM=50m TO=66.6667m
.meas tran pc AVG v(pc) FROM=50m TO=66.6667m
.meas tran pd AVG v(pd) FROM=50m TO=66.6667m
.meas tran ila_zero WHEN i(Vla)=0 FALL=1 FROM=55m
.meas tran ila_pk MAX i(Vla) FROM=50m TO=58.3333m

측정 전 안전 수칙

트라이액 회로는 상용 교류 전원(220V)에 직접 연결되어 있습니다. 측정은 반드시 전원을 뺀 상태에서 하고, 다음을 지킵니다.

• 전원 플러그를 뽑고, 보드에 남은 전하가 빠졌는지 멀티미터 전압 레인지로 확인한 뒤 만집니다. 스너버 커패시터나 전원부 평활 커패시터에 전하가 남아 있을 수 있습니다.
• 통전 상태에서 파형을 볼 때는 오실로스코프 접지가 상용 전원 쪽에 닿지 않도록 절연 트랜스나 차동 프로브를 씁니다.
• 방열판이 MT2와 연결된 패키지는 방열판에도 상용 전압이 걸릴 수 있으니 통전 중 손대지 않습니다.
• 교체 후 처음 켤 때는 가능하면 백열전구 같은 직렬 부하를 달아 과전류를 막고 동작을 확인합니다.

멀티미터로 트라이액 판별하는 순서

기판에 붙은 채로 측정하면 스너버나 주변 회로가 병렬로 걸려 값이 틀어집니다. 정확히 판정하려면 트라이액을 떼거나 최소한 한쪽 다리를 들고 측정합니다. 멀티미터는 저항 레인지를 쓰고, 단자 배치는 반드시 해당 품번의 데이터시트로 확인합니다. 같은 TO-220 패키지라도 제조사·품번마다 배치가 다를 수 있습니다.

1단계 – MT1–MT2 양방향 측정. 게이트에 아무것도 연결하지 않은 상태에서 MT1과 MT2 사이를 리드를 바꿔 가며 두 번 잽니다. 꺼진 트라이액은 어느 방향으로도 전류를 막아야 하므로 두 방향 모두 매우 높은 저항(OL)이 나와야 합니다. 어느 한 방향이라도 도통하면 단락 불량으로 봅니다.

2단계 – 게이트와 MT1 측정. 게이트와 MT1 사이에는 게이트 접합이 있어서, MT1–MT2보다 훨씬 낮은 저항이 나옵니다. 정확한 값은 품번마다 다르므로 같은 품번의 정상품과 비교하면 판단하기 쉽습니다. 이 구간이 OL이면 게이트 개방, 0Ω에 가까우면 게이트 단락을 의심합니다.

3단계 – 트리거 시험. 저항 레인지 리드를 MT1과 MT2에 연결한 상태에서 MT2에 물린 리드 쪽 극성을 게이트에 잠깐 대 줍니다. 트라이액이 켜지면 MT1–MT2 사이가 낮은 저항(도통)으로 바뀌고, 이는 게이트와 주 전류 경로가 동작한다는 신호입니다. 리드 극성을 바꿔서도 같은 시험을 하면 양방향 동작을 확인할 수 있습니다. 다만 아래 직접 계산처럼 BT136 같은 품번은 게이트 트리거 전류가 대표값만 해도 수 mA라서, 멀티미터 저항 레인지 전류로는 정상품도 켜지지 않을 수 있습니다. 게이트를 대도 MT1–MT2가 계속 매우 높은 저항이면 불량으로 단정하지 말고 다음 절의 직류 지그로 다시 확인합니다.

트리거 시험에서 게이트를 뗀 뒤 도통이 유지되는지도 봅니다. 다만 멀티미터 저항 레인지가 흘리는 전류는 작기 때문에 래칭 전류와 유지 전류(BT136-600은 데이터시트상 유지 전류 대표값 5mA, 최대 15mA)에 못 미치면 정상품도 게이트를 떼는 순간 꺼질 수 있습니다. 이때는 불량으로 단정하지 말고, 다음 절의 전원 공급 장치를 이용한 시험으로 확인합니다.

멀티미터로 판단이 애매할 때 확인하는 방법

저항 레인지만으로는 게이트 트리거 전류가 큰 품번이 잘 켜지지 않을 수 있습니다. 이럴 때는 직류 전원과 전구 또는 저항 부하를 MT1–MT2에 직렬로 연결하고, 게이트에 전류 제한 저항을 거쳐 신호를 주어 켜지는지 봅니다. 게이트 신호를 뺄 때 부하 전류가 래칭 전류 이상이면 계속 켜져 있어야 하고, 전원을 끊었다 다시 넣으면 꺼진 상태로 돌아와야 합니다. 게이트 전류는 해당 품번 데이터시트의 IGT보다 크게, 부하 전류는 래칭 전류(IL)보다 크고 정격 전류보다는 충분히 작게 정합니다.

직접 계산: 9V·12V 시험 지그의 저항값 고르기

직류 지그로 시험할 때 필요한 값은 세 가지입니다. 게이트로 흘려야 켜지는 게이트 트리거 전류(IGT), 게이트를 뗄 때 꺼지지 않으려면 MT2 쪽에 흐르고 있어야 하는 래칭 전류(IL), 켜진 채로 남는 데 필요한 유지 전류(IH)입니다. Philips Semiconductors의 BT136 series 데이터시트(Product specification Rev 1.400, 2001년 6월)에서 BT136-600의 25˚C 값을 보면, IGT 최대값은 T2+ G+·T2+ G−·T2− G− 세 사분면이 35mA, T2− G+가 70mA이고, IL 최대값은 T2+ G+가 20mA, 네 사분면 중 큰 쪽이 30mA, IH 최대값은 15mA입니다. 대표값으로는 IGT가 T2+ G+에서 5mA, IH가 5mA입니다. 이 값을 기준으로 9V와 12V 전원에서 어떤 저항을 쓰면 되는지 직접 계산했습니다.

가정은 다음과 같습니다. 전원 +에서 부하 저항을 거쳐 MT2로, MT1에서 전원 −로 잇고, 게이트는 전원 +에서 게이트 저항을 거쳐 잠깐 연결합니다(T2+ G+, 1사분면). 켜진 동안 MT2–MT1 전압은 데이터시트 Fig.10 근사식의 1.27V로 두었고, 게이트 전압은 데이터시트의 VGT 최대값 1.5V와 대표값 0.7V 두 경우로 계산했습니다. 부하 저항은 IL 최대값 30mA보다 10% 이상 여유가 남도록, 게이트 저항은 IGT 최대값 35mA보다 10% 이상 여유가 남도록 E12 계열에서 골랐습니다. 전원과 배선의 내부 저항은 넣지 않았습니다.

항목	9V 전원	12V 전원
부하 저항 상한(IL 최대 30mA 기준)	258Ω	358Ω
고른 부하 저항 → 켜진 뒤 전류	220Ω → 35.1mA	270Ω → 39.7mA
부하 저항 소비 전력	0.272W	0.426W
게이트 저항 상한(IGT 최대 35mA, VGT 1.5V 기준)	214Ω	300Ω
고른 게이트 저항 → 게이트 전류	180Ω → 41.7~46.1mA	270Ω → 38.9~41.9mA
게이트 저항 소비 전력(게이트를 대고 있는 동안)	0.383W	0.473W

직접 계산 결과 9V 전원이면 부하 220Ω에 게이트 180Ω, 12V 전원이면 부하 270Ω에 게이트 270Ω 조합에서 켜진 뒤 전류가 각각 35.1mA, 39.7mA로 데이터시트 IL 최대값 30mA를 넘고, 게이트 전류도 IGT 최대값 35mA를 넘었습니다. 부하 저항은 소비 전력이 0.272~0.426W이므로 1W짜리를 쓰고, 게이트 저항은 잠깐만 대는 용도라도 0.5W 이상을 권합니다. 게이트에 걸리는 전력은 최대로 잡아도 0.0692W로, 데이터시트의 게이트 평균 전력 한계 0.5W 안입니다. 다만 T2− G+(4사분면)는 IGT 최대값이 70mA라 이 게이트 저항으로는 켜진다는 보장이 없으니, 반대 방향 시험은 전원 극성만 바꿔 T2− G−(3사분면)로 합니다. 게이트 저항이 늘 같은 전원 단자에 붙어 있으므로 전원 두 선을 맞바꾸기만 하면 됩니다.

멀티미터 저항 레인지와 비교하면 차이가 분명합니다. 멀티미터가 리드로 흘릴 수 있는 최대 전류는 리드 두 개를 맞댔을 때의 전류(단락 전류)이고, 기종과 레인지마다 다릅니다. 예를 들어 단락 전류가 1mA인 레인지라고 가정하면, BT136의 IGT 대표값(5mA)과 IH 대표값(5mA)이 그 5배, IL 최대값이 30배입니다. 이런 레인지로는 정상품도 켜지지 않거나 게이트를 떼는 순간 꺼지는 것이 정상입니다. 갖고 있는 멀티미터의 단락 전류는 다른 멀티미터의 mA 레인지를 직렬로 넣어 재 보면 알 수 있습니다.

지그로 판정하는 순서는 다음과 같습니다.

• 전원을 넣은 채 게이트를 대기 전, 부하 저항 양단 전압이 거의 0V인지 봅니다. 여기서 이미 전원 전압에 가까운 전압이 나오면 MT1–MT2가 단락된 것입니다.
• 게이트 저항을 잠깐 대면 부하 저항 양단 전압이 전원 전압에서 트라이액 도통 전압을 뺀 값 가까이로 올라가야 합니다. 그대로면 켜지지 않는 불량(게이트 개방 또는 주 경로 개방)입니다.
• 게이트를 뗀 뒤에도 그 전압이 유지되면 래칭과 유지가 정상입니다. 이 지그는 켜진 뒤 전류가 IL 최대값보다 크게 잡혀 있으므로, BT136-600을 상온에서 시험했는데 게이트를 떼는 순간 꺼진다면 그 소자는 데이터시트 범위를 벗어난 것으로 봅니다.
• 전원을 끊었다 다시 넣으면 꺼진 상태로 돌아와야 합니다. 이어서 전원 두 선을 바꿔 같은 시험을 반복하면 반대 방향도 확인할 수 있습니다.

전류 제한 기능이 있는 벤치 파워를 쓰면 배선을 잘못했을 때도 전류가 제한되어 안전합니다(벤치 파워 전류 제한 사용법). 9V 건전지를 쓸 때는 건전지 내부 저항 때문에 전류가 계산보다 작아질 수 있으니 부하 저항 양단 전압으로 실제 전류를 확인합니다.

이 계산의 기준값은 BT136-600의 25˚C 데이터시트 값입니다. 같은 데이터시트 Fig.7~9를 보면 IGT, IL, IH 모두 접합 온도가 낮을수록 커지므로 추운 곳에서 시험할 때는 게이트 전류와 부하 전류에 여유를 더 둡니다. BTA16 같은 다른 품번이나 게이트 감도를 높인 변형 품번은 IGT·IL·IH가 다르므로, 시험할 부품의 데이터시트 값을 같은 식에 넣어 저항을 다시 고릅니다. 도통 전압 1.27V는 수 A 영역의 온 상태 특성(Fig.10)에 맞춘 근사식의 값이라 수십 mA에서는 실제 도통 전압이 이보다 낮을 수 있고, 그만큼 실제 전류는 계산보다 약간 큽니다.

소자가 정상인데도 부하가 켜지지 않는다면 게이트 구동 경로를 따라 올라갑니다. 게이트 직렬 저항이 끊기지 않았는지, 포토 트라이액 같은 절연 소자의 입력 쪽에 마이크로컨트롤러 신호가 오는지 확인합니다. 반대로 부하가 꺼지지 않는데 트라이액이 정상이라면 스너버 회로와 게이트 쪽 누설 경로를 의심합니다.

자주 묻는 질문

Q. 기판에 붙인 채로 측정해도 되나요?
A. MT1–MT2가 0Ω에 가깝게 나오면 단락을 빠르게 의심할 수는 있지만, 스너버와 주변 회로가 병렬로 걸려 있어 확정하기 어렵습니다. 판정은 떼어 낸 상태에서 합니다.

Q. 게이트를 뗐더니 바로 꺼집니다. 불량인가요?
A. 멀티미터가 흘리는 전류가 래칭 전류나 유지 전류보다 작으면 정상품도 꺼질 수 있습니다. 위 직접 계산처럼 BT136-600이라면 9V 전원에 부하 220Ω, 게이트 180Ω 정도의 지그로 래칭 전류 최대값보다 큰 전류를 흘려 다시 확인합니다.

Q. 교체할 때 무엇을 맞춰야 하나요?
A. 데이터시트에서 정격 전류, 반복 피크 차단 전압, 게이트 트리거 전류, 단자 배치를 확인합니다. 스너버 없이 쓰도록 만든 품번인지도 확인해, 원래 회로 구성에 맞는 부품을 고릅니다.

Q. 노브를 끝까지 내려도 선풍기가 최대로 돕니다. 트라이액만 바꾸면 되나요?
A. 위 시뮬레이션처럼 MT1–MT2가 단락되면 점호각과 상관없이 전원 전압이 그대로 모터에 걸리므로 트라이액 단락을 먼저 확인할 만합니다. 다만 게이트가 계속 구동되는 경우에도 같은 증상이 나오므로, 떼어 낸 트라이액의 MT1–MT2가 양방향 OL이라면 게이트 구동 쪽(광절연 소자, 게이트 저항, 제어 신호)을 확인합니다. 단락된 트라이액을 바꿨다면 스너버 부품도 함께 봅니다.

정리

• 트라이액은 MT1, MT2, 게이트 세 단자로 된 교류 스위치이고, 게이트 신호로 켜지고 전류가 유지 전류 아래로 떨어지면 꺼집니다.
• 게이트 신호 없이 MT1–MT2는 양방향 모두 높은 저항이 정상이고, 도통하면 단락입니다.
• 게이트 트리거 후 MT1–MT2가 도통하면 기본 동작은 정상이며, 유지 여부는 래칭 전류보다 큰 부하 전류를 흘려 확인합니다. 멀티미터로 켜지지 않는다고 바로 불량으로 보지 않습니다.
• 선풍기가 노브와 상관없이 최대로 돈다면 MT1–MT2 단락과 게이트가 계속 구동되는 경우를 나눠서 확인합니다.
• 저절로 켜지는 오동작은 dv/dt 문제일 수 있으니 스너버 회로도 함께 점검합니다.
• 상용 전원 회로이므로 반드시 전원 차단·방전 확인 후 작업합니다.