교류및전자회로실험 실험 5-2 다이오드 정류회로 예비보고서

문서 내 토픽

• 1. 반파정류회로

  반파정류회로는 가장 간단한 형태의 정류회로로, 교류전원과 부하 사이에 다이오드를 직렬로 삽입한 형태입니다. 다이오드는 한 방향으로만 전류를 흘릴 수 있는 특성을 가지고 있어, 교류를 직류로 변환하는 데 사용됩니다. 이 회로에서 입력전압이 양인 구간에는 다이오드가 도통하여 부하에 전압이 인가되지만, 입력전압이 음인 구간에서는 다이오드에 의해 전류가 차단되어 부하에 전압이 인가되지 않습니다. 따라서 부하전압은 항상 0보다 크거나 같은 전압으로 되며, 평균적으로 직류가 됩니다.

• 2. 브릿지 정류회로

  반파정류회로의 경우 입력전압이 음일 때 출력전압이 0이 되어 전력이 낭비됩니다. 이를 해결하기 위해 브릿지 정류회로가 사용됩니다. 브릿지 정류회로는 다이오드 4개를 사용하여 입력전압이 양이든 음이든 부하에 항상 같은 방향의 전류가 흐르게 합니다. 이를 통해 입력전압의 양의 반주기와 음의 반주기 모두를 활용할 수 있어 반파정류회로에 비해 효율이 높습니다.

• 3. 커패시터 필터

  정류회로의 출력전압에는 맥동이 존재하므로, 이를 줄이기 위해 커패시터 필터를 사용합니다. 커패시터 필터는 정류회로의 출력전압 변동을 줄여 거의 일정한 레벨의 직류전압을 만드는 역할을 합니다. 커패시터의 용량이 클수록 맥동이 작아지지만, 비용과 크기가 증가하는 단점이 있습니다.

• 4. 전압체배회로

  교류를 직류로 변환하면서 동시에 전압을 입력전압의 정수배로 높이는 회로를 전압체배회로라고 합니다. 다이오드와 커패시터를 연결하면 커패시터에 입력전압의 최대치에 해당하는 직류전압이 충전되고, 이를 반복하면 2배, 3배 등의 전압체배가 가능합니다. 전파회로가 반파회로에 비해 출력전압의 맥동이 작다는 장점이 있습니다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 반파정류회로

  반파정류회로는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 가장 기본적인 정류 회로입니다. 이 회로는 단순한 구조와 낮은 비용으로 인해 많은 전자 기기에서 널리 사용되고 있습니다. 하지만 반파 정류 회로는 직류 출력 전압이 입력 전압의 절반 수준에 불과하고, 리플 전압이 크다는 단점이 있습니다. 따라서 보다 안정적인 직류 전압이 필요한 경우에는 브릿지 정류 회로나 전압 체배 회로와 같은 다른 정류 회로 방식을 사용해야 합니다.

• 2. 브릿지 정류회로

  브릿지 정류 회로는 반파 정류 회로에 비해 더 효율적이고 안정적인 직류 전압을 생성할 수 있습니다. 이 회로는 4개의 다이오드로 구성되어 있어 입력 전압의 양의 반주기와 음의 반주기 모두를 정류할 수 있습니다. 따라서 직류 출력 전압이 입력 전압의 최대값에 가깝고, 리플 전압도 반파 정류 회로에 비해 작습니다. 또한 브릿지 정류 회로는 단상 및 삼상 교류 전원에 모두 적용할 수 있어 다양한 용도로 사용될 수 있습니다. 이러한 장점으로 인해 브릿지 정류 회로는 전력 변환 분야에서 널리 활용되고 있습니다.

• 3. 커패시터 필터

  커패시터 필터는 정류 회로의 출력에 연결되어 직류 전압의 리플을 줄이는 역할을 합니다. 정류 회로에서 생성된 직류 전압에는 여전히 교류 성분인 리플 전압이 포함되어 있는데, 이 리플 전압은 전자 회로의 안정적인 동작을 방해할 수 있습니다. 커패시터 필터는 이러한 리플 전압을 효과적으로 제거하여 평활한 직류 전압을 생성할 수 있습니다. 커패시터의 용량이 클수록 리플 전압 저감 효과가 크지만, 회로 크기와 비용이 증가하는 단점이 있습니다. 따라서 응용 분야와 요구 사항에 따라 적절한 커패시터 용량을 선택해야 합니다.

• 4. 전압체배회로

  전압 체배 회로는 입력 전압보다 높은 직류 전압을 생성할 수 있는 회로입니다. 이 회로는 커패시터와 다이오드를 이용하여 입력 전압을 단계적으로 증폭시킵니다. 전압 체배 회로는 반파 정류 회로나 브릿지 정류 회로에 비해 출력 전압이 높다는 장점이 있어, 고전압이 필요한 응용 분야에 널리 사용됩니다. 예를 들어 CRT 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 전자 레인지 등에서 전압 체배 회로가 활용됩니다. 하지만 전압 체배 회로는 회로 구성이 복잡하고 효율이 낮다는 단점이 있어, 이를 개선하기 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있습니다.