실험(3) 결과 3-3,4,6제너 다이오드의 로우딩,반파 정류회로,브릿지 전파 정류회로,

본문내용

mpulse 발생기로 cos 또는 sin파를 생성하여 오실로스코프로 나오는 파의 모양을 사진으로 찍은 것이다. 만약에 실험방법에서 나오는 회로대로 결선을 한 후 그 회로를 통과하는 전파의 모양을 그려보면 그 모습이 바로 반파정류회로가 된다. 우리는 이 실험에서 반파정류회로의 파 형태와 그것의 회로 특성에 대해 알고자 하였다. 전류와 전압을 가지고 회로의 특성을 알 수 있듯이 파의 형태를 보고 우리는 유추도 해 낼 수도 있어야 하겠다.
결과 3-6 브리지 전파정류회로
실험 목적
다이오드 브리지 회로를 사용한 전파 정류회로의 특성을 조사한다.
▣ 결과 값 및 종합 검토/논의
1. 브리지 전파정류회로
그림 6-9의 회로를 결선하여라.
트랜스 2차측에서 를 측정하여라.
부하에서 를 계산하고 측정하여라.
의 계산값은 16.55V, 측정값은 15.9V
를 계산하여라.
부하에서 를 계산하고 측정하여라.
부하저항을 통하여 흐르는 직류전류 를 계산하고 측정하여라.
의 계산값 10.53mA, 측정값 10.1mA
ⅰ) 를 통하여 흐르는 직류전류를 계산하여라.
ⅱ) 그림 6-10과 같이 전류계를 이용하여 다이오드에 흐르는 직류를 측정하여라.
X
부하에서 리플 전압 를 계산하고 교류전압계로 측정하여라.
의 측정값은 4.89V
부하에서 총 실효 전압값을 계산하여라.
또는
다이오드의 PIV를 계산하여라.
16.55V
⑪ %리플을 계산하여라.
%리플=()100
⑫ 계산값 및 측정값을 표 6-1에 기입하여라.
트랜스2차
트랜스 2차
부하측
부하측
부하측
계산값
16.55V
16.55mA
10.53V
측정값
33.1V
11.7V
15.9V
10.12V
PIV
%리플
부하측
D,D
D,D
D
D
D
D
계산값
10.53mA
5.27mA
5.27mA
5.1V
11.7V
16.55V
16.55V
16.55V
16.55V
48.4
측정값
10.1mA
4.89V
검토사항
반파 정류회로에 비하여 전파 브리지 정류회로를 사용하는 것은 무슨 이점이 있는가?
전파 브리지 정류회로는 반파 정류회로에 비해 효율이 뛰어나다. 왜냐하면 % 리플이 낮기 때문이다. 예를 들어 필터가 없는 경우를 고려해 볼 때, 변압기를 거친 2차측 권선에서의 라고 할 때, 반파 정류회로는 % 리플을 계산해 보면 다음과 같다.
반면 전파 브리지 정류회로의 % 리플을 계산해 보면 다음과 같다.
위의 계산 결과에서 알 수 있듯이 브리지 전파정류회로가 리플 함유량이 더 적기 때문에 효율이 좋다. 참고로 필터(캐패시터 성분이 있는)를 거치면 리플 함유량이 상당히 줄어든다.
※종합 검토 및 논의
이번 브리지 전파정류회로 실험은 다이오드의 특성을 이해하고 단방향으로만 전류가 흐르는 특성을 이용하여 교류전압을 직류전압으로 변형하는 회로를 결선한 후 각 소자와 노드의 전압 및 전류 등을 측정하여 전압의 흐름을 파악하고 회로에 필터(캐패시터소자)가 있을 경우 출력 전압에 어떤 변화가 있는지 오실로스코프를 통하여 확인하는 실험 이었다. 오실로스코프에 나타난 파형을 통해 필터가 있을 경우 캐패시터에 전하가 방전되는 시간과 방전되는 시간이 다름을 알았고 리플전압이라는 것이 존재함을 알았다. 여기서 리플전압이란 직류성분 중에 교류성분이 얼마나 존재하는지의 함량(%)으로 리플함량이 적을수록 직류에 가깝다고 볼 수 있었다. 또한 회로에 필터를 결선하면 리플함량이 상당히 줄어드는 것을 알았다. 그리고 다이오드 특성상 단방향으로 전류가 흐르기 때문에 정방향으로 바이어스를 걸어주면 다이오드에 걸리는 전압이 0.7v 내외로 적은 전압이 걸리지만 역방향으로 바이어스를 걸어주면 그 전압이 모두 걸리게 된다. 다이오드엔 정격전압이 제한되어있는데 그 전압을 넘으면 위험하다. 그래서 PIV(최대 역전압)이 낮을수록 좋은데, 브리지 전파정류회로는 반파정류회로나 중간탭 트랜스 전파정류회로에 비해 PIV가 낮게 나오기 때문에 이점이 있음을 알 수 있었다.
학 번
성 명
▣ 개인검토 및 토의
반파 정류와 브릿지 회로를 이용한 전파 정류에 대해 조금은 부족하지만 집적 실험을 함으로써 특성 및 장점에 대해 자세히 알게 되었다.
반파 정류회로는 다이오드 한 개를 통해 교류전원을 직류전원으로 바꿔주는 획기적인 회로이다. 하지만 이 반파 정류회로에서는 다이오드뿐만 아니라 필터(콘덴서)의 역할도 상당히 중요하였다. 이 콘덴서를 병렬로 연결해 함으로써 완전하지 않은 전원이 완전한 직류 전원으로 정류 되었다.
콘덴서는 전원 측에 병렬로 연결함으로써 전원에 존재하는 AC 성분(즉, 노이즈)를 제거 하여 준다는 사실을 알게 되었다.
브릿지 회로는 다이오드 4개를 이용하여 반파 정류에서 실현한 교류전원의 음의방향을 제거 한 것보다 더 획기적으로 방향에 따른 다이오드 특성을 이용하여 음의방향일 시에 반대 방향의 다이오드를 출력 하였다.
<반파 회로를 이용한 출력> <브릿지 회로를 이용한 출력>
<반파 정류회로를 이용한 최종 전압> <브릿지 전파 정류회로를 이용한 최종 전압>
-교재에 있는 회로를 ORCAD를 이용해 시물레이션을 구현해 보았다. 하지만 실제로 실험에서는 시물레이션과 같은 파형이 나오지 못했는데 이는 다이오드와 콘덴서, 저항 등이 정확한 (즉 이상적) 값이 아니기 때문이다. 이 시물레이션을 통해서는 이상적인 직류전압이 출력되는 사실을 알 수 있었다.
학 번
성 명
▣ 개인검토 및 토의
정류 회로의 구성
① 정의 : 교류로부터 직류를 얻어내는 회로
② 반파 정류 회로 : 다이오드 등의 정류 소자를 사용하여 교류의 + 또는 - 의 반 사이클만 전류를 흘려서 부하에 직류를 흘리도록 한 회로.
③ 전파 정류 회로 : 다이오드를 사용하여 교류의 +, - 어느 반 사이클에 대해서도 정류를 하고, 부하에 직류 전류를 흘리도록 한 회로. 중간 탭이 있는 트랜스 필요.
④ 브리지 정류 회로 : 전파 정류 회로의 일종으로, 다이오드 4개를 브리지 모양으로 접속하여 정류하는 회로. 중간 탭이 있는 트랜스를 사용하지 않아도 됨.
⑤ 배전압 정류 회로 : 입력 교류 전압 최대값의 거의 2배의 직류 출력 전압이 얻어지도록 배려된 정류 회로. 반파 배전압 정류 회로, 전파 배전압 정류 회로

키워드

제너 다이오드의 로우딩,   반파 정류회로,   브릿지 전파 정류회로