반파 및 전파 정류 회로 실험 예비레포트

소개글

반파 및 전파 정류 회로 실험 예비레포트에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

표지 양식
년도-학기
2020 년 2학기
과목명
전자회로실험
LAB번호
제목
1
반파 및 전파 정류 회로 실험
실험 일자
2020년 9월 25일
제출자 이름
제출자 학번
Chapter 1. 관련 이론
1) 정류
교류전류를 직류전류로 변환하는 것을 정류라고 한다. 일반적으로 전기에너지는 발전기를 통해 만들어 진 이후엔 우리가 사용하기 전까지 교류로 전송되는데 우리가 실생활에서 쓰일 때 직류가 필요하기 때문에 이를 위해 정류 작업이 필요하다. 정류에는 반파정류와 전파정류의 2가지 방식이 있다. 교류는 음과 양의 전기가 번갈아 흐르는데, 어느 한쪽만을 흐르게 하는 정류방식을 반파정류라 하고, 음과 양 어느 한쪽을 반전시킴으로써 모든 교류를 직류로 변환하는 방식을 전파정류라고 한다.
2) 반파정류
반파정류는 교류전압을 인가하였을 경우 회로내의 소자들의 특성을 이용해서 파형이 양의 값일 때 (+)의 파형은 도통되고 (-)의 파형은 차단시킴으로써 (+)의 파형만을 출력 전압을 나타내는 것을 말한다.
그림2-1에서 나오는 회로는 가장 간단한 반파 정류기 회로인데, 그림에서 보듯이 다이오드의 바이어스는 (+)이므로 (+)전압이 통하게 되면 출력저항에서의 전압은 (+)전압만 출력하게 된다.
이 회로의 다이오드의 바이어스를 바꾸게 되면 (-)전압만 선별해서 (-)전압만 출력 시킬 수 있다.
<그림 2-1 . 간단한 반파정류기(회로)>
그림 2-2에서 보면 보통의 입력 파형(붉은 파형)을 그림 2-1회로에 입력을 주면 파란 파형처럼 출력이 나오게 된다.
실제로 직류는 일정한 직류의 형태가 아니라 파란 파형처럼 일정한 형태가 연속적으로 이어지면서 일정한 값이 되는데, 위처럼 반파 정류는 그런 원리를 통해서 들어온 교류파형을
직류로 바꿔주는 역할을 하게 된다.
<그림 2-2. 반파정류 회로의 입력과 출력>
3) 전파정류
- 전파정류는 교류전압을 인가하였을 경우 회로내의 소자들의 특성을 이용해서 파형이 양의 값일 때 (+)의 파형은 도통되고 (-)의 파형도 (+)의 파형을 출력 전압을 나타내는 것이다. 보통 전파 정류를 하는 방법이 크게 두가지가 있는데 첫 번째로 두 개의 다이오드를 이용해서 하는 전파 정류 방식이다.
그림 3-1처럼 두 개의 다이오드를 설치하면 전파정류를 할 수 있는데, 여기서 중요한건 R1과 R2는 같은 값의 저항을 사용해야한다. 입력전압의 주기 동안 A점이 C점에 대하여 (+)전압이면 B점이 C점에 대하여 (-)전압이고 반대로 A점이 C점에 대하여 (-)이면 B점이 C점에 대하여(+) 극성을 띄게 된다. 결과적으로 각 다이오드의 양극에 인가된 전압은 같지만 극성은 반대를 띄게 된다.
<그림 3-1. 전파정류기 회로>
그림 3-1과 3-2에서 A-C의 사이가 (+)일 때 D1의 양극은 그것의 음극에 대하여 (+)이고 그러므로 전류가 통한다. 그러나 D2는 개방회로가 된다. 반대로 B-C의 사이가 (+)일 때 전류는 D2로 흐르고 D1은 개방회로가 된다. 두 개의 다이오드가 서로 다른 극성을 띄고 있으므로 그림의 그래프와 같이 교대로 정류 작용을 하여 반파정류와는 다르게 주기의 빈 공간이 없이 모두 채워진다. 이런 정류 작용을 전파 정류라고 한다.
<그림 3-2. 전파정류의 입력과 출력>
4) 전파정류회로와 반파정류회로 비교
두가지 모두 다이오드의 정방향으로만 전류를 흐르게 한다는 특성을 이용하여 정류한다.
전파정류는 다이오드를 브릿지 형태의 회로로 구성함으로써, 입력전압의 부전압분을 정전압으로 변환 정류하여 직류 (맥류)로 변환하는 반면에, 반파정류는 다이오드 1개로 입력 부전압분을 소거하여 직류 (맥류)로 변환한다.그 후, 콘덴서의 축방전을 이용하여, 파형을 평활화함으로써, 깨끗한 직류로 변환한다.따라서, 입력 부전압을 사용하지 않는 반파정류에 비해, 전파정류가 효율이 높은 정류 방식이라고 할 수 있다.또한, 평활 후에 나타나는 리플 전압은, 이러한 콘덴서 용량과 부하 (LOAD)에 따라 변한다.전파정류와 반파정류에서 동일한 콘덴서 용량 및 부하일 경우, 전파정류 쪽이 리플 전압은 작아진다. 즉, 리플 전압은 작을수록 안정적이다.
Chapter2. 실험 결과 (시뮬레이션)
PSpice 모의실험 - Ch.2 반파 및 전파 정류, 클램퍼 회로
PSpice를 통해 주어진 회로를 구성하여 시간 영역(과도)해석을 수행하라. 또한, 회로의 schematic 및 입력전압(Vin), 출력전압(VO)의 파형을 해당 표에 포함하여 시뮬레이션 결과의 적절성을 보여라. (두 주기의 입출력 파형이 출력되도록 설정, Run to time = ) ※ Diode : 1N4148
1. 반파 정류회로
2. 반파 정류회로
3. 반파 정류회로
4. 전파 정류회로
5. 클램퍼 회로
6. 건전지를 포함한 클램퍼 회로
Reference
[전자회로실험]
이현규, 김영석 저 | 충북대학교출판부
[FLOYD 기초회로실험 제9판 - 원리와 응용]
David M. Buchla 저 | 도서출판 ITC
[ROHM SEMICONDUCTOR 사이트]
전자 기초 지식 > 전파정류와 반파정류 (AC/DC 변환)
https://www.rohm.co.kr/electronics-basics/ac-dc-converters/acdc_what2

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