다이오드를 이용한 브릿지 정류기+필터, 전압정류기의 설계

소개

부하는 전압 5V, 전류 20mA, Ripple(Peak-to-Peak) 1%이내의 다이오드정류기+출력, 전압정류기를 설계
pspice 시뮬레이션을 통한 결과 분석

목차

1. 서론
부하입력을 고려하여 전류 및 전압용량 결정.
이에 따르는 다이오드 정류기 + 출력, 전압정류기 각각의 전류 및 전압용량 결정

2. 본론
2-1 다이오드 정류기 + 필터
1) 자료조사
- 전류 및 전압용량, PIV에 적합한 다이오드 및 캐피시터 선정 및 이유 설명
2) 이론적 특성분석
- 이에 따른 캐패시터 용량 결정 및 특성분석
3) spice를 이용한 특성 분석 및 이론적 특성분석과 비교 검토 및 결론
- 선정된 다이오드와 캐패시터의 데이터특성을 spice에 삽입하여 시뮬레이션을 수행
2-2 전압정류기
1) 자료조사
- 전류 및 전압용량에 적합한 저항 및 지너다이오드 선정 및 이유설명
2) 이론적 특성분석
- 이에 따른 저항 용량 결정 및 특성분석
3) spice를 이용한 특성 분석 및 이론적 특성분석과 비교 검토 및 결론
- 선정된 지너다이오드와 저항의 데이터특성을 spice에 삽입하여 시뮬레이션을 수행
2-3. 두 회로를 결합한 회로의 spice를 이용한 특성 분석및 이론과의 비교 검토
- 결합한 후에 특성이 틀리면 다시 수정하여 설계할 것
- 변압기 이후와 부하단과의 효율계산

3. 결론
- 전체 정리 및 비교 검토에 대한 종합정리

4. 참고 문헌
- 전자공학회, 통신학회등 논문집의 양식에 따라서 표기

본문내용

이번 프로젝트는 다이오드와 제너다이오드의 중요한 쓰임인 Rectifier와 Shunt Regulator을 이용한 DC Power Supply를 설계해 보는 것입니다.

일단, VO와 IL이 각각 5V와 20mA이므로 저항 RL은 250Ω이 되어야할 것이라 예상할 수 있습니다. 제너다이오드의 VZ는 전압강하를 고려하여 5V보다 약간 크게 선정하여야합니다. 또한 부하저항을 open 했을 때의 출력전압 VO = IZrZ + VZ0입니다. 여기서 IZ=I=(V+-Vz0)/(R+rz) 이고, VZ0는 5V에 매우 가까운 값일 것이고, rZ는 매우 작은 값일 것입니다. 그러므로 I=(V+-5)/R 이라 생각하면, 최소한 V+는 5V보다는 커야하고, I는 20mA보다 커야 합니다.
그리고 나중에 Voltage Regulator를 추가하였을 때 저항이 추가되므로 전류가 줄어들 것을 예상하여 40mA정도는 Filter까지의 출력에서 나와야한다고 예상하였습니다. Filter까지의 출력이 V+와 I이므로 R=250Ω이라 하면, V+는 10V, I는 40mA정도 될 것입니다. 이정도 수치라면 제너다이오드를 이용하여 voltage regulator에서 최종 출력을 5V와 20mA로 맞출 수 있을 것이라 예상할 수 있습니다. 이제 Diode rectifier와 Filter를 생각해보면, 여기에서는 전압 강하가 다이오드의 VD에 의한 전압강하만 일어나게 됩니다. 그러므로 Power transformer의 출력 전압 VS는 10V에 비해 약간 큰 수치를 가져야 할 것입니다. 다이오드에 의한 전압 강하를 고려하여 VS=12sin(60t)라 생각하고 설계를 하도록 하겠습니다. 설계에는 포함되지 않으나 Power transformer에 대해 언급해보면, VS = 120(N2/N1) [Vrms]입니다. 여기서 N1는 1차측 권선이 감긴 횟수이고, N2는 2차측 권선이 감긴 횟수입니다.

참고자료

· Sedra&Smith, 『Microelectronic Circuit』, Oxford, 2011 6th edition, pp.177 ~ 195
· 블루닉스, 『Diode PSpice Library』, http://cafe.naver.com/bluelinx.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=205&, 2011. 11. 10(검색일)
· swkdsy, 『커패시터[콘덴서] 종류와 특징』, http://blog.naver.com/swdksy?Redirect=Log&logNo=150102393886, 2011. 11. 10(검색일)
· 바벨 2세, 『커패시터(2) 커패시터의 종류』, http://blog.naver.com/casalsaudio?Redirect=Log&logNo=80061688891, 2011. 11. 10(검색일)
· http://www.digikey.kr/?curr=KRW, 커패시터 및 다이오드 가격 참고
· http://alldatasheet.co.kr/, Datasheet 검색
· http://www.futurlec.com/, 다이오드의 특성과 가격 참고
· miny12, 『참고문헌 쓰는 법』, http://kin.naver.com/qna/detail.nhn?d1id=11&dirId=110801&docId=64663476&qb=7LC46rOg66y47ZeMIOyTsOuKlOuylQ==&enc=utf8§ion=kin&rank=1&search_sort=0&spq=0&pid=gr%2B4Z35Y7udssuwR%2Belssc?497868&sid=gnLx20HbvE4AAH7scoYAAAAP, 2011. 13(검색일)
· 드레고나, 『정류기의 효율계산』, http://blog.naver.com/ray_cho?Redirect=Log&logNo=90091257868, 2011. 11. 13(검색일)