갈바닉 절연 (Galvanic Isolation)
쉽게 풀면
고전압 쪽 회로와 사람이 만지는 저전압 쪽 회로를 전선으로 직접 잇지 않고, 자기장이나 빛, 전기장을 통해서만 정보와 에너지를 전달하는 것을 갈바닉 절연이라고 합니다. 변압기, 포토커플러, 절연형 커패시터 결합 소자가 대표적인 수단입니다. 전류가 통할 길 자체가 없으므로 한쪽에서 사고가 나도 다른 쪽으로 위험한 전압이 넘어가지 않습니다.
왜 중요한가
의료기기, 전기차 충전기, 산업용 전원처럼 사람이나 민감한 회로가 고전압 옆에 있는 시스템에서는 안전 규격이 절연을 의무로 요구합니다. 동시에 기준 전위가 서로 다른 회로들을 이었을 때 생기는 접지 루프 잡음을 끊어 주는 실용적 효과도 커서, 계측 회로와 통신 인터페이스 설계에서도 널리 쓰입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
전력단의 높은 전위가 제어 회로로 넘어오지 않도록 신호만 절연해 건네는 구조를 설명한 문장입니다.
조금 더 깊게 보면
절연 성능은 견딜 수 있는 전압, 오래 버티는 작동 전압, 연면 거리와 공간 거리, 절연물의 오염 등급 같은 항목으로 규정되며 응용마다 참조하는 안전 규격이 다릅니다. 신호 절연에는 광결합, 자기결합, 용량결합 방식이 쓰이는데 속도, 수명, 공통모드 과도내성에서 서로 장단점이 갈립니다. 전력 절연에는 변압기가 쓰이므로 플라이백 컨버터처럼 절연형 토폴로지가 선택되며, 절연 장벽을 가로지르는 기생 용량이 공통모드 잡음의 통로가 되므로 이를 줄이는 권선 설계가 중요합니다.
주의할 점
절연되어 있다고 해서 잡음까지 완전히 차단되는 것은 아니며, 장벽의 기생 용량을 통해 고주파 공통모드 전류가 넘어갈 수 있습니다. 전자파간섭 차폐가 방사 경로를 막는 기법이라면, 이 항목은 도전 경로를 끊는 기법입니다.