단상 다이오드 정류기(1)

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단상 다이오드 정류기(1)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 관련 이론
가. 다이오드의 동작특성
나. 반파정류기(Half-wave Rectifier)
다. 환류다이오드를 갖는 정류기
3. 실험 요약
4. 실험 순서
가. 전력다이오드의 특성곡선
나. 반파 정류회로
다. 환류(環流) 다이오드를 갖는 정류기
5. 검토 및 결론

본문내용

: 전원이 공급된 상태에서 결선을 수정하지 말 것.
■ 1. Power Supply, Enclosure/Power Supply, 저항부하, 평활인덕터, 단상변압기, 직류전압/전류계, 교류전류계, 3상 유효전력계/무효전력계, 전력다이오드 모듈을 설치한다.
■ 2. Enclosure/Power Supply에 전류 Isolator와 전압 Isolator를 설치한다.
■ 3. Power Supply의 주전원스위치가 O(OFF)에 놓여 있는지를 확인한다. 전압조절단자가 0에 있도록 조절한다.
■ 4. Enclosure/Power Supply의 로커스위치를 I (ON)위치에 둔다.
■ 5. Power Supply의 24-V 교류전원스위치를 I(ON)위치에 둔다.
■ 6. 저항부하의 토글스위치가 모두 O(OPEN)에 위치하였는가를 확인한다.
가. 전력다이오드의 특성곡선
■ 7. 그림 1-5 에 보여진 바와 같이 회로를 연결한다.
LINE
VOLTAGE
e1 (v)
i1 (A)
R 1(Ω)
120
300
10
57
220
600
5
210
그림 1-5 전력다이오드의 특성곡선을 관찰하기 위한 회로
■ 8. 다음과 같이 설정한다.
Power Supply
전압표시 선택단자 4-N
Oscilloscope
채널-1 감도 2 V/DIV.(GND에 설정)
채널-2 감도1 V/DIV.(GND에 설정)
Time BaseX-Y
수평, 수직조절기를 조절해서 화면중앙에 점이 놓이도록 한다. 두 채널은 모두 직류커플링에 둔다.
■ 9. Power Supply에서 주 전원스위치를 I(ON)에 두고 전압조절단자는 100%에 둔다.
■ 10. 오실로스코프상에 나타난 곡선을 관찰한다. 수평축은 다이오드의 순시전압을 나타내고 수직축은 다이오드를 통하여 흐르는 전류의 순시값을 나타낸다. 그림 1-6에 관
찰된 파형을 그리시오.
그림 1-6 다이오드의 전압, 전류특성
■ 11. Power Supply의 전압조절단자를 0 에 두고 주 전원스위치는 O(OFF)에 둔다.
관찰된 파형으로부터 전류가 한 방향으로만 흐르는 것을 알 수 있는가? 설명하시오.
스위치로서 다이오드가 동작한다고 할 수 있는가? 설명하시오.
나. 반파 정류회로
■ 12. 저항부하를 이용하는 그림 1-7의 회로를 구성한다.
오실로스코프를 다음과 같이 설정한다.
채널-1 감도2 V/DIV
채널-2 감도1 V/DIV
시간단위 5ms/DIV
트리거 LINE
LINE
VOLTAGE
I1dc (A)
i1 (A)
E1dc (V)
e1 (V)
R
R+L
120
2.5
10
150
300
60Ω
60Ω, 0.2H
220
1.5
5
300
600
220Ω
220Ω, 0.8H
그림 1-7 전류와 전압을 관찰하는 회로
■ 13. Power Supply의 전압조절단자를 0의 위치에 맞춘 후, 주 전원스위치는 I(ON)에 놓는다. 전압조절단자를 90(%)로 증가한다.
그림 1-8 에 오실로스코프상에 나타난 전압, 전류파형을 그린다.
출력전압의 맥동주파수를 기록하시오. (정류된 파형의 주파수)
맥동주파수 = Hz
■ 14. 표 1-1에 저항부하 경우, 정류회로의 출력전압, 전류, 출력전력, 다이오드 도통각을 기록한다
부하
출력전압
(V)
출력전류
(A)
출력
(W)
도통각도
(degree)
(a) 저항부하
(b) 유도부하
표 1-1 반파정류회로의 측정값
Power supply의 전압조절단자를 0에 놓고 주전원스위치는 O의 위치에 놓으시오.
■ 15. 부하를 유도성부하로 바꾸어 표 1-1과 그림 1-8을 완성하시오.
전압, 전류파형과 도통각에서 관찰된 유도부하의 현상을 설명하시오.
Power Supply의 전압조절단자를 O에 놓고, 주전원 스위치는 O의 위치로 한다.
그림 1-8 반파정류기의 전압과 전류파형
다. 환류(環流) 다이오드를 갖는 정류기
■ 16. 그림 1-9에 보여진 바와 같이 회로에 환류다이오드를 구성한다. Power Supply는 주전원스위치를 I(ON)에 넣고 전압조절단자는 90%에 둔다.
그림 1-9 환류다이오드를 갖는 정류기
표 1-2를 기록하시오.
부하
출력전압
(V)
출력전류
(A)
출력
(W)
도통각도
(degree)
유도성부하
표 1-2 환류다이오드를 갖는 정류회로에 대한 측정값
관찰된 파형과 측정값을 통하여 환류다이오드의 영향에 대하여 설명하시오.
■ 17. Power Supply의 전압조절 단자는 0 에 맞추고 주 전원 스위치와 24V 교류스위치는 O(OFF)에 둔다. Enclosure/Power Supply의 로커스위치는 O위치에 둔다. 모든 리드선과 케이블을 제거한다.
5. 검토 및 결론
① 다음의 조건에 대하여, 전압 E가 다이오드의 양단에 공급될 때 다이오드의 도통 여부를 나타내어라.
ⓐ E = -50V 다이오드는 OFF
ⓑ E > +1V 다이오드는 ON
ⓒ E = 0V 다이오드는 OFF
ⓓ E = -1V 다이오드는 OFF
② 반파다이오드 정류회로에서 유도성부하와 저항부하시의 차이점을 설명하시오.
저항부하시 반파정류기는 인가 된 교류전압의 전파중 반파만 직류출력으로 나타낸다.
입력전압이 (+) 의 반주기동안 다이오드는 순바이어스이고 저항을 통하여 전류가 흐른다.
(-)의 반주기 동안은 다이오드는 E가 (-)이므로 역바이어스된다.
그러므로 다이오드는 오프상태이고 전류는 흐르지 않는다.
정류기소자의 도통각은 매 주기동안 소자가 전류를 흘려보내는 시간과 같다. 도통각은 180°이다.
유도성 부하시 입력전압이 (+)의 반주기 동안 다이오드는 순바이어스되어 턴온된다. 인덕터전압 은 > 이므로 (+)이고 이때 전류 I는 증가하고 인덕터는 자속증가로 에너지를 축적한다. 입력전압이 (-) 구간이 되어도 측적된 자계에너지가 방출되는 동안은 다이오드는 전류가 연속해서 흐르므로 온상태를 유지한다. 이때 < 이므로 인덕터 전압 은 (-)로 된다. 축적된 자계에너지는 이 기간에 방출하며 평균에너지가 ‘0’이 되는 시점에서 전류의 흐름이 중지되고 다이오드는 턴오프한다. 이후 다이오드가 역바이어스 되는 동안
다이오드는 오프상태를 유지한다. 따라서 출력전압의 파형에는 (-) 부분이 나타난다.

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