개념 한 쪽
전기공사기사 전파정류회로 — 맥동률 48%, 평활회로와 환류다이오드
전파정류회로 세트는 전파정류의 맥동률, 브리지 전파정류의 무부하 평균전압, 정류회로에서 평활회로를 쓰는 이유, 환류다이오드의 역할을 묻는다. 반파정류의 맥동률과 비교하는 문항도 함께 나온다. 반파정류의 직류분 전압과 다이오드에 걸리는 첨두 역전압 계산도 묻는다.
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뜻
전파정류는 교류의 양반주와 음반주를 모두 직류로 바꾼다. 반파정류가 절반 주기만 출력을 내는 것과 달라서 파형이 더 균일하고 맥동이 작다. 단상 전파정류회로에서 저항부하일 때 맥동률은 약 48%다. 반파정류의 맥동률이 약 1.21인 것과 비교하면 맥동이 크게 줄어든다.
브리지 다이오드를 사용한 단상 전파정류에서 공급전압이 E이면 무부하 직류 전압의 평균값은 약 0.9E다. 실효값 E에 √2를 곱해 최대값을 구하고, 여기에 2/π를 곱한 결과다.
정류를 하면 맥동하는 전기가 나온다. 평활회로는 커패시터나 인덕터 같은 평활소자로 이 맥동을 줄여 더 일정한 직류를 만드는 회로다. 정류만으로는 남아 있는 잔물결을 다듬는 역할을 한다.
환류다이오드는 유도성 부하에서 전류가 갑자기 끊기지 않도록 전류를 안전하게 통하게 해 주는 소자다. 유도성 부하는 전류가 갑자기 끊겨도 흐름을 유지하려는 성질이 있어 환류다이오드가 필요하다. 저항성 부하에는 보통 필요하지 않다.
반파정류에서 저항부하의 직류분 전압은 실효값 E의 약 0.45배다. 전원 200V, 부하 20Ω이면 직류분 전압이 90V이므로 부하전류는 약 4.5A다.
다이오드에 걸리는 첨두 역전압(PIV)은 파형의 최대값으로 정해진다. 전파정류에서 직류분 전압이 Ed0이면 최대값은 πEd0/2이고, 브리지 전파정류의 PIV는 이 최대값과 같다. Ed0이 200V이면 PIV는 약 314V다. 다이오드 2개를 쓰는 전파정류는 변압기 중간 탭을 기준으로 두 다이오드에 최대값의 2배가 걸리므로, Ed0이 90V이면 PIV는 약 283V다.
예제
출제 패턴은 세 가지다. ① 맥동률 — 단상 전파의 저항부하는 약 48%, 반파는 약 1.21이다. ② 평균전압 — 브리지 전파정류에서 공급전압 E의 무부하 직류 평균은 약 0.9E다. ③ 출력 다듬기 — 평활회로는 맥동을 줄이고, 환류다이오드는 유도성 부하의 전류를 안전하게 흘린다.
④ 반파 계산형 — 직류분 전압은 0.45E이고, 200V·20Ω이면 90V·4.5A다. ⑤ PIV형 — 전파 브리지는 최대값 πEd0/2, 2다이오드 전파는 그 2배가 걸린다. Ed0 200V이면 약 314V, 90V이면 약 283V다.
자주 묻는 물음
- 단상 전파정류회로의 맥동률은 얼마인가요?
- 저항부하일 때 약 48%입니다. 양반주와 음반주를 모두 직류로 바꾸어 반파정류보다 맥동이 작습니다.
- 평활회로는 왜 사용하나요?
- 정류한 전기에 남아 있는 맥동을 커패시터나 인덕터 같은 평활소자로 줄여 더 일정한 직류를 만들기 위해서입니다.
- 환류다이오드는 어떤 부하에 필요한가요?
- 유도성 부하에 필요합니다. 전류가 갑자기 끊기지 않도록 전류를 안전하게 통하게 해 주며, 저항성 부하에는 보통 필요하지 않습니다.
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