[전자회로설계및실험] 예비레포트 - 반파 및 전파 정류

소개글

실험에 관련된 이론, 실험회로 및 시뮬레이션 결과(pspice파형포함), 실험방법및유의사항, 참고문헌을 깔끔하게 정리해 놓았습니다 *^^*

목차

1. 실험에 관련된 이론
2. 실험회로 및 시뮬레이션 결과(pspice파형포함)
3. 실험방법및유의사항
4. 참고문헌

본문내용

실험 제목: 반파 및 전파 정류

조: 이름: 학번:
실험에 관련된 이론

(1) 반파 정류회로 (half-wave rectifier circuit)
반파정류회로는 그림과 같이 다이오드와 저항을 직렬 연결한 회로에 교류전원 를 걸어준 회로이다. 이 회로에 흐르는 전류를 i라 하고, 다이오드 양단의 전압을 vD라 하고, Kirchhoff의 loop 법칙을 적용하면,
, (1)
즉
(2)
이 된다.
반파 정류회로

하나의 vS의 값에 대해, 구하고자 하는 전류 i는 식 (2) 와 다이오드의 특성곡선을 연립하여 그래프로 풀 수 있다. 즉 그림 2와 같이 식 (2) 와 다이오드의 특성곡선을 그래프로 그렸을 때 교점이 전류 i와 그 때 다이오드 양단의 전압 vD를 주게 된다. 이제 vS의 값이 시간에 따라 변하게 되면 식 (2)가 나타내는 직선(load line)이 평행 이동하게 되고, 교점의 위치도 달라지게 된다. 그림 2에 의하면, vS < 0 일 때 교점의 전류 값은 거의 0이 되고, vS > 0 이면 교점의 전류 값은 vS가 커짐에 따라 커져 대략 vS와 비슷한 모양이 되는 것을 알 수 있다.

출력 전압 이므로 출력전압은 전류 i에 비례하게 된다. 따라서 입력 전압 vS와 출력 전압 을 시간의 함수로 그리면 그림 3과 같아진다. 결국 출력 전압은 입력전압이 양일 때는 입력전압과 거의 같아지고, 입력전압이 음일 때는 거의 0이 되는데, 이를 반파 정류된 파형이라 한다.



반파정류회로에서의 출력파형은, 다이오드를 양단에 걸린 전압에 의존하는 저항이라고 생각하여 구할 수 있다. 즉
(3)
이라 하자. 이상적인 다이오드에서 Rf ≅ 0 이고, Rr ≅ 이다. 그러면, 출력전압은
(4)
이 된다.

정류회로는 교류를 직류로 만드는 처음 단계이다. 따라서 부하에 공급된 직류전력의 교류입력전력에 대한 비율을 정류회로의 효율로 정의한다. 다이오드를 전압 의존형 저항이라 생각하면
(5)
이 되는데, 여기서
(6)
이다. 이 전류의 직류성분은
(7)
이 되고, 따라서 부하에 공급된 직류전력은
(8)
이 된다.
한편 식 (5)의 전류의 실효값은
(9)
이고, 전원에 의해 공급된 교류전력은
(10)
이다. 따라서, 반파 정류회로의 효율은
(11)
이 되어, 이상적인 반파 정류회로(Rf = 0)의 정류효율은 40.5 %가 된다.

참고 자료

[1] 전자회로실험 제 10판. Robert L. Boylestad
[2] 네이버 백과사전
[3] http://blog.naver.com/hisageness?Redirect=Log&logNo=90041329252
[4] http://blog.naver.com/abio2000?Redirect=Log&logNo=150077420914