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1. 반파 및 전파 정류
1.1. 반파 정류회로
1.1.1. 반파 정류 동작 원리
반파 정류 동작 원리는 다음과 같다.
반파 정류회로는 교류 입력 전압의 양의 반주기 동안에만 전류가 흐르도록 하는 회로이다. 이를 위해 다이오드가 사용된다. 다이오드는 순방향 바이어스 시 낮은 전압강하로 전류가 흐르지만, 역방향 바이어스 시 높은 저항값으로 인해 전류가 흐르지 않는다.
반파 정류회로에서 교류 입력 전압이 양의 값일 때, 다이오드가 순방향 바이어스되어 전류가 부하 저항을 통해 흐른다. 이때 출력전압은 입력 전압과 같은 극성을 가진다. 반면, 입력 전압이 음의 값일 때, 다이오드는 역방향 바이어스되어 차단되므로 출력 전압은 0V가 된다. 따라서 반파 정류 회로의 출력 파형은 입력 파형의 양의 반주기만 출력되는 것으로 나타난다.
이와 같은 반파 정류 동작은 다이오드의 전압-전류 특성에 의해 결정된다. 순방향 바이어스 시 다이오드에는 일정한 전압강하(실리콘 다이오드의 경우 약 0.6~0.7V)가 발생하지만, 역방향 바이어스 시 높은 저항값으로 인해 전류가 흐르지 않는다. 이러한 다이오드의 특성을 이용하여 반파 정류 회로가 구현된다.
1.1.2. 반파 정류된 파형
반파 정류된 파형은 교류전압의 한 반주기만이 출력되는 특징을 가지고 있다. 교류전압이 양의 반주기에는 다이오드가 순방향 바이어스되어 전류가 흐르지만, 음의 반주기에는 다이오드가 역방향 바이어스되어 전류가 차단되므로 출력은 양의 반주기만이 나타나게 된다.
반파 정류 회로에서는 입력 전압의 한 반주기만이 정류기를 통과하여 부하에 전달되므로, 입력 전압의 최대값(Vm)과 반파 정류된 출력 전압의 평균값(Vdc) 사이에는 다음과 같은 관계가 성립한다.
Vdc = (4/π) * Vm
즉, 반파 정류된 출력 전압의 평균값은 입력 전압의 최대값의 약 0.318배가 된다. 이는 입력 전압의 음의 반주기가 차단되어 전력 전달 효율이 낮아지는 특징을 보인다.
반파 정류된 파형은 입력 전압의 주파수와 동일한 주파수를 가지며, 다이오드에 걸리는 역방향 전압(PIV, Peak Inverse Voltage)은 입력 전압의 최대값(Vm)과 같다.
1.1.3. 반파 정류 회로 구성
반파 정류 회로 구성은 다음과 같다. 입력 교류 전압을 정류하기 위해 다이오드를 사용한다. 교류 입력 전압이 양의 반주기 동안에는 다이오드가 순방향 바이어스되어 전류가 흐르고, 음의 반주기 동안에는 다이오드가 역방향 바이어스되어 전류가 흐르지 않는다. 이를 통해 입력 교류 전압의 한 반주기만이 출력으로 나타나게 된다. 이렇게 정류된 출력 전압은 직류 성분과 교류 리플 성분으로 구성된다. 이 리플 성분을 제거하기 위해 평활 회로가 필요하며, 보통 콘덴서를 사용한다. 콘덴서는 교류 성분은 통과시키고 직류 성분은 유지시키는 역할을 한다. 이를 통해 원활한 직류 출력 전압을 얻을 수 있다.
1.2. 전파 정류회로
1.2.1. 센터 탭 변압기 전파 정류
센터 탭 변압기 전파 정류는 변압기의 2차측 권선을 중간에서 분리하여 두 개의 권선을 만들고, 각 권선의 한쪽 단자를 공통 접지로 연결한 뒤 나머지 두 단자에 다이오드를...
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