전파 정류회로 실험

본 내용은 " 전자회로실습 6. 전파 정류회로 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2025.08.27

문서 내 토픽

• 1. 전파 정류회로의 원리

  전파 정류회로는 입력 교류전압의 1주기 동안의 에너지를 모두 출력에 전달하여 반파 정류회로의 두 배의 평균 전류를 출력한다. 중간 탭 변압기를 이용한 경우 양의 반주기와 음의 반주기에서 각각 하나의 다이오드는 역방향, 다른 하나는 순방향 바이어스로 동작하여 정현파의 양의 부분과 음의 부분 모두 출력에 전달되므로 출력 전압의 주파수가 2배가 된다.

• 2. 중간 탭 변압기 전파 정류회로

  2개의 다이오드를 사용하여 반주기씩 동작한다. 회로 구성 시 변압기의 2차 전압이 다이오드의 항복전압을 초과하지 않도록 선정하며, 오실로스코프는 외부 동기 방식으로 설정한다. 스위치 조작을 통해 반파 정류회로와 전파 정류회로의 입출력 파형을 측정하고 기록한다.

• 3. 브리지형 전파 정류회로

  4개의 다이오드를 사용하여 구성된 브리지 회로에서 전류의 방향에 따라 D1, D4가 함께, D2, D3가 같은 방향의 전압이 걸린다. 중간 탭 변압기와 같이 주파수가 2배인 전파가 출력되며, 피크전압과 직류전압이 각각 2배로 보상되어 더 높은 출력 전압을 제공한다.

• 4. 다이오드의 항복전압

  정류기에 사용되는 한계 전압으로, 항복전압을 넘으면 다이오드 내부의 공핍층이 파괴되어 갑자기 큰 전류가 흐르게 되고 다이오드가 타버리는 현상이 발생한다. 따라서 회로 설계 시 변압기의 2차 전압이 다이오드의 항복전압을 초과하지 않도록 주의해야 한다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 전파 정류회로의 원리

  전파 정류회로는 교류 신호를 직류로 변환하는 기본적이면서도 중요한 전자 회로입니다. 이 회로는 다이오드의 단방향 전도 특성을 이용하여 교류의 양의 반주기와 음의 반주기를 모두 활용함으로써 반파 정류보다 높은 효율을 제공합니다. 전파 정류회로는 산업용 전원 공급장치, 배터리 충전기, 전력 변환 시스템 등 다양한 응용 분야에서 광범위하게 사용되고 있습니다. 특히 출력 전압의 맥동을 줄이기 위해 필터 회로와 함께 사용될 때 더욱 효과적입니다. 다만 다이오드의 순방향 전압 강하로 인한 손실과 고조파 발생이 단점으로 작용할 수 있으므로, 이를 보완하기 위한 추가 회로 설계가 필요합니다.

• 2. 중간 탭 변압기 전파 정류회로

  중간 탭 변압기를 사용한 전파 정류회로는 두 개의 다이오드만으로 전파 정류를 구현할 수 있는 효율적인 설계입니다. 변압기의 중간 탭에서 두 개의 동일한 전압이 생성되어 각각의 다이오드가 교대로 전도되므로 구조가 간단하고 비용 효율적입니다. 이 방식은 저전력 응용 분야에서 특히 유용하며, 회로의 단순성으로 인해 유지보수가 용이합니다. 그러나 중간 탭 변압기의 제조 복잡도 증가와 변압기 크기 증대라는 단점이 있으며, 고전력 응용에서는 브리지형 회로에 비해 효율성이 떨어질 수 있습니다. 따라서 응용 분야의 특성과 요구사항을 고려하여 적절히 선택해야 합니다.

• 3. 브리지형 전파 정류회로

  브리지형 전파 정류회로는 네 개의 다이오드를 사용하여 가장 효율적인 전파 정류를 구현하는 방식입니다. 이 회로는 변압기의 중간 탭이 필요 없으므로 변압기 설계가 단순하고, 동일한 출력 전압을 얻기 위해 더 낮은 변압기 정격을 사용할 수 있어 경제적입니다. 브리지형 회로는 높은 효율, 낮은 맥동, 우수한 전압 활용률 등의 장점으로 인해 현대의 대부분의 전원 공급장치에서 표준으로 채택되고 있습니다. 다만 네 개의 다이오드로 인한 비용 증가와 다이오드 손실이 중간 탭 방식보다 크다는 점이 있습니다. 전체적으로 성능과 경제성의 균형이 우수하여 산업용, 가정용 전자기기 등 광범위한 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

• 4. 다이오드의 항복전압

  다이오드의 항복전압은 역방향 바이어스 상태에서 다이오드가 급격한 전류 증가를 보이기 시작하는 전압값으로, 다이오드의 신뢰성과 안전성을 결정하는 중요한 파라미터입니다. 항복전압을 초과하면 다이오드가 손상되거나 과열되어 회로 전체에 악영향을 미칠 수 있으므로, 회로 설계 시 충분한 안전 마진을 고려하여 적절한 정격의 다이오드를 선택해야 합니다. 정류회로에서는 변압기의 2차 전압과 피크 전압을 고려하여 항복전압이 충분한 다이오드를 사용해야 하며, 과도 전압이 발생할 수 있는 환경에서는 보호 회로의 추가가 필요합니다. 다이오드의 항복전압은 제조 공정, 온도, 불순물 농도 등 여러 요인에 의해 영향을 받으므로, 신뢰성 있는 회로 설계를 위해서는 이러한 특성을 충분히 이해하고 고려해야 합니다.