이 글은 전술 및 군용 무전기에 관한 C02 노트의 B편으로, A편의 동작 프로필을 팩 설계로 전환한다. 몇 개의 셀, 어느 정도 용량, 그리고 임무 수행에 무전기가 어느 정도 여유를 필요로 하는지. 엔지니어가 실제 사용하는 순서를 따른다——임무와 듀티 관례를 정의하고, 세 가지 동작 상태를 평균 전류로 변환하고, 필요 전압에 맞춰 셀 구성을 선택하고, 저온과 수명 말기 저감 계수를 적용하고, 펄스와 온도 한계를 확인한 뒤 야전 충전 방식을 정의한다. 5-5-90 관례의 휴대용 무전기와 1:9 관례의 순찰 무전기 두 가지 완전한 계산 예시를 보여준다. 그 안의 모든 숫자는 명시적으로 예시 값으로 표시하고 공개 데이터시트 범위의 전류로 구성했으며, 특정 제품의 규격이 아니다. 실제 프로젝트의 구속 값은 무전기 자체 데이터시트와 합의된 팩 도면이다.
핵심 사실 1. 설계는 mAh 라벨이 아니라 임무에서 시작한다. 입력값은 대기, 수신, 송신 시 무전기 전류, 이에 가중치를 부여하는 듀티 관례, 시간 단위의 필요 작동 시간, 그리고 동작 온도이다. 현장에는 두 가지 관례가 있다: 5-5-90(송신 5%, 수신 5%, 대기 90%)과 1:9(송신 1에 수신 9, 별도 대기 없음). 작동 시간 수치는 관례와 온도가 일치할 때만 비교할 수 있다.
핵심 사실 2. 평균 전류는 가중 합이고, 용량은 평균 전류에 시간을 곱한 것이다. 아래 휴대용 예시에서 대기 0.08 A, 수신 0.3 A, 송신 1.6 A 전류가 5-5-90에서 평균 0.167 A가 되어 10시간 교대 근무에는 1.67 Ah의 전하가 필요하다. 송신 상태는 시간의 5%에 불과하지만 평균 전류의 절반 가까이를 차지하므로, 말을 많이 하는 사용자의 작동 시간은 공개 값에서 빠르게 벗어난다.
핵심 사실 3. 셀 개수는 전압으로 정해진다. 밀봉 니켈 셀은 각각 1.2 V이므로, 6셀은 7.2 V, 8셀은 9.6 V, 10셀은 12 V, 12셀은 14.4 V이다. 전문 휴대용 팩은 일반적으로 7.2 V 또는 9.6 V이고, 더 큰 야전 및 맨팩 시스템은 더 높은 구성을 사용한다. 설계에 어느 구성이 허용되는지를 결정하는 것은 충전기만이 아니라 무전기가 받아들이는 배터리 범위이다.
핵심 사실 4. 사용 가능 용량이 줄어들기 때문에 정격 용량은 임무 값을 초과해야 한다. 저온은 방전 성능을 낮추고 팩은 수명을 거치며 용량을 잃으므로, 설계는 저감 계수를 적용하고 여유를 둔다. 계산 예시에서 1.67 Ah의 임무 필요량을 저온과 수명 말기 각각 0.85의 예시 계수로 나누면, 표준 셀을 선택하기 전 필요 정격 용량은 약 2.31 Ah이다.
핵심 사실 5. 팩은 셀만이 아니라 기계 및 안전 조립체이다. 전압 붕괴 없이 송신 펄스를 공급하고, 충방전 시 온도를 관리하고, 무전기의 정해진 형상 안에 PTC와 복귀형 퓨즈 같은 보호를 갖춰야 한다. 야전 충전도 동시에 정의하며, 28 V MIL-STD-1275 버스에서의 차량 충전과 배터리를 부하 경로에서 완전히 제거하는 배터리 이리미네이터를 포함한다.
첫 번째 설계 결정은 어느 듀티 관례가 사용자를 나타내는지이다. 5-5-90 관례는 육상 이동통신 실무에서 비롯되었고 긴 대기와 짧은 통화를 전제로 하여 교대 근무 내내 휴대하는 무전기에 적합하다. 1:9 관례는 HF와 순찰 실무에서 비롯되었으며, 무전기는 계속 청취하고 주기적으로 송신하며 별도 대기 상태가 없다. 저온 측정이 결과를 바꾸므로 온도도 관례와 함께 기록하고, 필요 작동 시간은 경쟁사 제목에서 추정하지 않고 임무에서 시간으로 제시한다. 잘못된 관례로 설계한 팩은 불필요하게 크거나 실제 임무에서 부족하다.
세 가지 상태 전류와 관례가 정해지면 평균 전류는 상태의 가중 합이고, 임무 전하는 그 평균에 시간을 곱한 것이다. 휴대용 예시는 대기 0.08 A, 수신 0.3 A, 송신 1.6 A 전류를 사용하며, 모두 공개 휴대용 무전기 범위의 예시 값이고 한 제품의 측정이 아니다. 5-5-90에서 평균은 송신 0.05×1.6, 수신 0.05×0.3, 대기 0.90×0.08의 합으로 0.167 A이다. 10시간 교대 근무의 필요 전하는 0.167×10, 즉 1.67 Ah이다.
가중치는 듀티 변화가 왜 중요한지 설명한다. 송신 구간은 시간의 5%에 불과하지만 평균 0.167 A 중 0.08 A를 차지해 절반에 가깝다. 교대 시간과 무전기가 같아도 송신을 5%에서 10%로 하는 사용자는 평균을 끌어올린다. 이것이 '공개 작동 시간은 관례에 의존하는 결과'라는 주의의 메커니즘이며, 실제 통화 패턴을 데이터시트에서 가정하지 않고 설계 전에 수집하는 이유이다.
전하 필요량이 알려지면 직렬 개수를 전압에서 선택한다. 밀봉 니켈 셀은 정격 1.2 V이므로 계산은 직접적이다: 6셀 직렬은 7.2 V, 8셀 9.6 V, 10셀 12 V, 12셀 14.4 V이다. 병렬 스트링은 형상이 허용하는 곳에서 용량을 늘리지만, 전압은 항상 직렬 개수로 정해진다. 전자 회로가 6~9.6 V 정도 범위를 받아들이는 휴대용 무전기는 보통 6셀 7.2 V 팩을 중심으로 설계되고, 맨팩이나 야전 시스템은 더 높은 구성이 필요할 수 있다. 선택한 셀 개수는 정격 시점뿐 아니라 충전 말기의 낮은 전압을 포함해 방전 전체에서 무전기 입력 범위 안에 있어야 한다.
| 직렬 셀 개수 | 정격 전압 | 대표적인 팩 용도 |
|---|---|---|
| 6 | 7.2 V | 전문 휴대용 무전기 |
| 8 | 9.6 V | 고전압 휴대용 팩 |
| 10 | 12 V | 야전 및 액세서리 시스템 |
| 12 | 14.4 V | 맨팩 및 상위 팩 |
임무 값은 사용 가능 전하지만, 팩이 공급할 수 있는 양을 줄이는 두 가지 효과가 있으므로 정격 용량은 더 크다. 저온은 전기화학 반응을 느리게 하고 실효 용량을 낮추며, 수명을 거치며 팩은 사이클과 노화로 용량을 잃는다. 설계는 둘 다 커버하는 저감 계수를 적용하고 변동에 대한 여유를 둔다. 예시에서 저온 0.85와 수명 말기 0.85를 적용하면 사용 가능 비율은 0.85×0.85, 즉 0.7225이다. 필요 정격 용량은 1.67 Ah 임무 필요량을 0.7225로 나눈 약 2.31 Ah이다. 그런 다음 필요 형상 안에서 그 값 이상의 표준 셀을 선택한다.
용량만으로는 충분하지 않다. 팩은 전압을 무전기 차단점보다 높게 유지한 채 송신 펄스를 공급해야 한다. 설계는 최악의 충전 상태에서 짧은 고전류 펄스를 포함해 송신 전류에서 방전 곡선을 확인하고, 반복 펄스에서 팩 온도가 한계 안에 머무는 것을 확인한다. 보호는 조립체에 내장된다: PTC는 고장이나 과온에서 전류를 제한하고, 복귀형 퓨즈는 과전류를 커버하고, 팩 형상과 고정 구조는 충격과 진동에서 셀과 접점을 고정한다. 보호는 일반적 피크가 아니라 무전기의 실제 펄스에 맞춰 크기를 정하고, 하우징은 무전기의 정해진 형상이므로 팩을 낱개 셀로 대체할 수 없다.
니켈 팩은 과충전이 셀을 가열하므로 정해진 충전 방식이 필요하다. 충전기는 니켈 화학에 특유한 음의 전압 변화 또는 온도 상승 특성으로 종료하고 야전 사용을 위한 충전 속도를 관리한다. 차량 충전은 MIL-STD-1275의 28 V 군용 버스에서 동작하고, 그 과도 현상, 스파이크, 서지는 충전기 전에 처리되며, 배터리 이리미네이터는 무전기를 차량 전원에서 직접 동작시켜 탑재 운용 중 배터리가 사이클링하지 않게 한다. 항공 플랫폼은 대신 MIL-STD-704를 사용한다. 야전에서 재충전할 수 없는 팩은 계산된 작동 시간을 공급할 수 없으므로, 충전기와 이리미네이터는 나중에 추가하는 것이 아니라 팩 설계 패키지의 일부이다.
순찰 관례에서 같은 순서를 따르면 입력이 결과를 어떻게 바꾸는지 알 수 있다. 예시 순찰 무전기는 송신 시 4 A, 수신 시 0.5 A를 소비하고, 더 고출력 맨팩 무전기 범위의 예시 값이다. 1:9에서 평균은 0.1×4＋0.9×0.5, 즉 0.85 A이고, 8시간 순찰에는 6.8 Ah가 필요하다. 같은 0.7225 저감을 적용하면 필요 정격 용량은 약 9.4 Ah로, 휴대용 예시와 같은 계산이지만 관례에 대기 상태가 없고 송신 전류가 높아 용량이 훨씬 크다. 이는 벤더가 1:9에서 약 50시간으로 평가하는 13 Ah NiMH 팩을 제공하는 배치된 순찰 맨팩의 공개 예시에 대응하며, 계산을 재확인하지 않고 단일 표준 용량을 관례 간 재사용할 수 없는 이유를 보여준다.
| 설계 입력 | 필요한 이유 |
|---|---|
| 대기/수신/송신 전류 | 세 상태 평균 전류 구성 |
| 듀티 관례와 통화 패턴 | 상태에 가중치 부여; 5-5-90 또는 1:9 선택 |
| 시간 단위 작동 시간과 온도 | 임무 전하와 저온 저감 설정 |
| 받아들이는 전압 범위와 형상 | 직렬 개수와 하우징 고정 |
| 펄스 전류와 충전 방식 | 전압 붕괴와 야전 재충전 확인 |
설계 기법은 밀봉 니켈 팩이 진정으로 적합한 곳에 적용하고, 범위는 늘리지 않고 솔직하게 제시한다. 미군 전선 휴대용 무전기는 리튬 팩을 중심으로 설계되었으므로, Weijiang는 이 계산을 배치된 전투 무전기의 리튬 대체로 제시하지 않는다. 현실적인 용도는 훈련과 주둔 무전기, 벤더가 NiMH를 제공하는 순찰 HF, 전문 및 보안 팩, 액세서리, 그리고 UN 3496과 IATA A199의 비제한 운송을 중시하는 물류에 민감한 구매자이다. 그 범위 안에서 같은 셀 개수, 용량, 저감 순서가 타당한 팩을 만들고, 정확한 값은 다른 프로젝트에서 가져오지 않고 항상 무전기 데이터시트에 묶인다.
mAh는 정격 용량이지 임무 결과가 아니기 때문이다. 작동 시간은 듀티 관례, 온도, 저감 계수에 의존하고, 같은 mAh의 두 팩도 전압, 형상, 펄스 능력이 다를 수 있다. 설계는 라벨을 맞추는 것이 아니라 무전기의 실제 입력에서 평균 전류와 필요 정격 용량을 재구성한다.
시간 비율이 시사하는 것보다 더 크게 바꾼다. 예시 5-5-90에서 5% 송신 구간은 전류가 대기와 수신보다 훨씬 높아 평균 전류의 절반 가까이를 차지한다. 따라서 같은 팩으로도 통화 시간을 두 배로 늘리면 평균이 뚜렷하게 올라가고 작동 시간이 줄어든다.
정격 용량의 일부만 사용 가능하기 때문이다. 저온과 수명 말기 요인이 용량의 0.7225를 사용 가능하게 한다면, 정격 용량은 임무 필요량을 0.7225로 나눈 것이어야 하고 곱하면 너무 작은 팩을 설계한다. 계수 자체는 셀과 벤더에 의존하며 가정하지 않고 합의한다.
배터리 이리미네이터는 무전기를 28 V 차량 버스에서 직접 동작시키고 배터리를 부하 경로에서 제거해 대체할 수 있다. 차량 충전기는 설치된 배터리를 재충전할 뿐이다. 전자는 MIL-STD-1275 과도 현상을 처리해야 하고 후자는 니켈 충전 종료를 따라야 하므로 둘은 별도로 규격을 정한다.
무전기의 고정 구조, 접점, 실링은 하나의 팩 형상을 전제로 설계되었고 환경 등급은 올바른 하우징을 가정한다. 범용 셀이나 과대 팩은 고정과 침입 보호 요구를 충족할 수 없으므로, 전기 용량을 다른 방법으로 달성할 수 있더라도 팩은 정해진 형상으로 제작한다.
듀티 관례와 5-5-90 프로필은 제조사와 업계 자료에 기록되어 있고, 1:9 관례는 순찰과 HF 벤더 데이터시트에 나타난다. 계산 예시에 사용한 전류는 공개 무전기 데이터시트 범위의 예시 값이고, 모든 계산 숫자는 특정 제품의 측정이 아니라 계산으로 보여준다. 순찰 예시는 1:9에서 13 Ah NiMH 팩을 제공하는 배치된 맨팩의 공개 자료와 대조 확인한다. 전압 구성은 1.2 V 밀봉 니켈 셀을 따르고, 충전 종료 실무는 니켈 셀 기술 참고를 따른다. 차량 및 항공 전원은 MIL-STD-1275과 MIL-STD-704를 참고하고, 니켈 셀과 팩은 IEC 61951-2와 IEC 62133-1에 적합하며 UN 3496에 따라 IATA A199 비제한 항공 경로로 운송한다. 통계는 전혀 만들어내지 않았다.
Weijiang Power는 훈련, 주둔, 순찰 전술 무전기와 전문 보안 팩용 밀봉 NiMH 셀과 조립 NiMH 팩을 공급하며, 무전기 전류, 듀티 관례, 작동 시간, 온도에서 설계하고 그 형상에 PTC와 복귀형 퓨즈 보호를 넣어 제작한다. 셀은 IEC 61951-2와 IEC 62133-1에 적합하고 팩은 UN 3496으로 운송한다. 무전기 모델, 받아들이는 전압 범위, 상태 전류, 듀티 관례, 작동 시간, 온도, 충전 방식을 보내주시면 평균 전류, 셀 개수, 저감 정격 용량, 펄스 설계를 검토하고 평가 증거를 지원한다. 표준 팩 형식은 Weijiang NiMH 제품 범위를 참조하거나, 무전기 규격과 부하 프로필을 첨부해 OEM 팀에 문의하십시오.
