전해 커패시터는 어떤 일을 할까? 평활회로의 핵심

7월 22, 2025

전원 회로에서 빠지지 않고 등장하는 부품, 바로 전해 커패시터입니다. 스펙 표에 'uF'로 표기된 이 부품은 도대체 어떤 역할을 할까요? 전자제품의 전원을 안정시키는 평활 회로의 핵심으로서 전해 커패시터가 하는 일을 구체적으로 알아보겠습니다.

1. 전해 커패시터란 무엇인가?

전해 커패시터(Electrolytic Capacitor)는 극성이 있는 고용량 커패시터입니다. 대부분 알루미늄 전해질 또는 탄탈 전해질을 사용하며, 크기는 비교적 크지만 높은 정전 용량을 제공하기 때문에 전원 회로, 평활 회로, 전압 유지 등에 필수적으로 쓰입니다.

외형은 원통형이며, – 극성 표기가 있는 것이 특징입니다. 잘못 연결하면 폭발하거나 누액이 발생할 수 있습니다.

2. 정류 후 전압의 '물결'을 다듬는 평활 회로

AC 전원을 DC로 바꾸는 과정에는 정류(RECTIFY)와 평활(SMOOTH)이라는 두 단계를 거칩니다. 다이오드를 통해 교류(AC)를 직류(DC)로 정류한 뒤, 그 정류된 전압에는 여전히 리플(Ripple)이라는 파형이 남아 있습니다.

이때 전해 커패시터는 리플 성분을 흡수하고 전압을 평탄하게 만들어 부품이 안정적으로 작동할 수 있도록 합니다.

3. 전해 커패시터의 평활 작용 원리

정류된 DC 전압은 다음과 같은 형태의 톱니 모양 파형을 가지고 있습니다. 이 파형의 고점을 충전하고, 저점에서는 방전하여 전압을 일정하게 유지시키는 것이 전해 커패시터의 역할입니다.

즉, 충전과 방전을 반복하며 전압을 완만하게 유지합니다. 이를 통해 전자 회로에 공급되는 전압이 순간적으로 변하지 않고 안정성을 확보하게 됩니다.

4. 용량 선택 시 고려할 요소

전해 커패시터의 용량은 uF(마이크로패럿) 단위로 표시되며, 보통 전류량이 클수록 더 큰 용량이 필요합니다.

선택 시 다음 요소를 고려합니다:

정격 전압: 공급 전압보다 20~30% 여유 있게 선택
정전 용량: 부하 및 전압 변동에 맞게 계산
ESR(등가 직렬 저항): 낮을수록 리플 제거 성능이 좋음

5. 고장이 잦은 부품, 교체 시 주의사항

전해 커패시터는 발열, 수명, 전압 스트레스 등의 이유로 고장이 자주 발생합니다. 고장 징후는 다음과 같습니다:

상단이 부풀거나 갈라짐
이상한 냄새 또는 누액
전원이 켜지지 않거나 깜빡거림

교체할 때는 같은 용량, 같은 정격 전압 이상으로 선택해야 하며, 극성을 잘 맞춰서 납땜해야 합니다.

6. 전해 커패시터의 활용 예시

전해 커패시터는 다음과 같은 회로에서 자주 사용됩니다:

SMPS 회로의 출력 평활
오디오 회로의 DC 제거 및 바이패스
마이크/앰프 회로에서 AC 커플링

전원부가 있는 기기라면 대부분 이 부품이 존재하며, 사용된 개수나 위치만 다를 뿐 전기 신호의 안정성과 품질에 큰 기여를 합니다.

7. 마무리: 작지만 강력한 파워 조정자

전해 커패시터는 단순한 저장소가 아닙니다. 전압을 안정시키고 리플을 제거하는 회로의 조율자 역할을 합니다. 적절한 용량과 정격을 갖춘 커패시터 하나로 기기의 수명과 신뢰성이 달라집니다.

기판에서 부풀어 있는 커패시터를 본다면, 그건 교체의 신호일 수 있습니다.

FAQ

Q. 전해 커패시터와 세라믹 커패시터의 차이점은?
A. 전해 커패시터는 고용량이 가능하지만 극성이 있고 크기가 큽니다. 세라믹 커패시터는 비극성, 소형, 고주파 특성에 유리합니다.
Q. 극성을 잘못 연결하면 어떻게 되나요?
A. 내부 압력이 상승하여 부풀거나, 누액, 폭발 등의 위험이 있습니다.
Q. 수명은 얼마나 되나요?
A. 일반적으로 수천~수만 시간이며, 고온일수록 수명이 짧아집니다.

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