개념 한 쪽
전자캐드기능사 정류회로 — 리플률·평활·정류 특성
정류회로는 반도체 다이오드를 이용해 교류를 직류로 변환하는 회로이며 리플(맥동) 성분을 줄이는 평활이 성능 판단의 핵심이다
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뜻
맥동률 또는 리플률은 정류회로 출력에서 순수한 직류 성분에 섞여 있는 교류 성분의 상대 크기를 백분율로 나타낸 지표이다 계산 공식은 '맥동률(%) = (교류성분 전압 ÷ 직류 출력전압) × 100'으로 주어진 예에서는 이 공식을 그대로 적용해 결과를 얻는다한다
평활회로는 저항 R과 콘덴서 C로 구성된 저역통과 필터 역할을 하여 리플 성분을 제거한다 평활 관점에서 중요한 값은 RC의 시간상수이며 RC를 크게 하면 필터의 차단주파수가 낮아져 리플 성분이 더 잘 제거된다고 일반적으로 설명된다
전압안정화 방식은 리니어 방식과 스위칭 방식으로 구분되며 리니어 방식은 회로가 단순하고 잡음이 적어 정밀도가 높지만 효율이 낮아 발열과 중량이 단점이다 스위칭 방식은 트랜지스터를 스위칭 동작시켜 효율이 높고 소형화가 가능하나 회로가 복잡하고 스위칭 노이즈가 발생할 수 있다는 특징이 있다
정현파 입력의 정류 결과는 회로 종류에 따라 평균값이 달라지며 전파정류의 출력 평균값은 입력 실효값의 약 0.9배, 반파정류는 약 0.45배가 된다는 관계가 제시된다
공진 상태의 RLC 직렬회로에서는 L과 C의 리액턴스가 상쇄되어 임피던스가 저항 R만 남게 되고 이때 저항 R 양단 전압은 인가 전압과 같다는 성질을 이용한 문제가 출제된다
다이오드는 PN 접합을 통해 단방향 도통성으로 정류작용을 수행하는 소자라는 점을 기본 원리로 삼아 문제를 해결한다
예제
맥동률 계산 예시: 직류 출력전압 100[V], 교류 성분 전압 1.2[V]일 때 맥동률은 (1.2 ÷ 100) × 100 = 1.2%로 계산한다 다른 예시: 직류전압 300[V], 리플전압 3[V]이면 리플률은 (3 ÷ 300) × 100 = 1%로 계산한다 전압 변환 예시: 실효값 100[V]인 정현파를 전파정류하면 평균값은 0.9 × 100[V] = 90[V]가 됨을 적용한다
자주 묻는 물음
- 맥동률은 무엇을 나타내는가한다
- 맥동률은 정류회로 출력에서 순수한 직류 성분에 섞인 교류(리플) 성분의 비율을 백분율로 나타낸 값으로 계산식은 (교류성분 전압 ÷ 직류 출력전압) × 100이라 한다
- 평활회로에서 리플을 줄이는 방법은 무엇인가한다
- 평활회로의 RC 시간상수를 크게 하면 필터의 차단주파수가 낮아져 리플 성분이 더 효과적으로 제거되므로 C를 크게 하고 적절히 R을 조정하는 것이 리플 감소에 유리하다한다
- 리니어 방식과 스위칭 방식의 장단점은 무엇인가한다
- 리니어 방식은 회로가 간단하고 잡음이 적어 정밀도가 높으나 에너지 손실이 커 효율이 낮고 발열이 많다한다 반면 스위칭 방식은 효율이 높고 소형화가 쉬우나 회로가 복잡하고 스위칭 노이즈가 발생할 수 있다
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