다이오드 정류 회로_결과(전자회로실험)

소개글

다이오드 정류 회로_결과(전자회로실험)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

전자회로실험 결과보고서
3장. 다이오드 정류 회로
1. 사용 장비 및 부품
2. 실험 방법 및 결과
3. 결론

본문내용

시에는 변압기의 교류 출력 전압이 6V일 때를 생각하여 보고서를 작성했는데 이번 실험에서는 12V를 이용하였다. 실효값이 12V 인 전압의 최대값은 12V로 약 16.97V가 나오는 것을 확인할 수 있었다. 실험 방법 1)을 통해 반파 정류 회로에서 다이오드 1개를 통과함에 따라 만큼 감소하는 것을 확인할 수 있었는데 이론상으로 알고 있는 은 약 0.7V였고 실험을 통해 약 1V가 나와 예상 값과 비슷함을 알 수 있었다. 실험 방법 3)을 통해서는 커패시터를 이용한 평활 회로의 동작을 알아볼 수 있었는데 리플의 크기 식을 계산한 이론 값과 PSPICE 측정 값, 실험 측정 값이 거의 비슷했다. 이를 통해 커패시터의 용량과 저항이 커질수록 커패시터가 방전되는 시간이 길어져 리플의 크기가 작아지는 것을 확인할 수 있었다.
2.1.4 검토 사항
변압기를 사용하여 실험을 해보니 예상했던 교류 파형보다 약간 찌그러진 파형이 나오는 것을 확인할 수 있었다. 우리가 사용하는 220V, 60Hz의 교류 파형이 어떤 형태로 나오는지 알 수 있는 기회였다.
2.2 전파 정류 회로
2.2.1 실험 회로도
회로 a)
PSPICE 회로도
브레드 보드 구성
회로 b)
PSPICE 회로도
브레드 보드 구성
2.2.2 실험 방법
1) 변압기를 이용하여 a)와 같은 회로를 구성하고, 입력과 출력 파형을 관찰하고 비교 설명하라. =1kΩ이다.
2) 변압기를 이용하여 b)와 같은 회로를 구성하고, 입력과 출력 파형을 관찰하고 비교 설명하라. C=100μF, =1kΩ이다.
3) b)실험 회로에서 C=47μF, 100μF, =1kΩ, 2.2kΩ일 때 각각의 리플 파형을 관찰하고 리플의 크기를 이론값과 비교하라.
2.2.3 실험 결과
1)
CH1:입력파형 CH2:출력파형
Peak값 측정
2)
CH1:입력파형 CH2:출력파형
리플값 측정
3)
CH1:입력파형 CH2:출력파형
리플값 측정
CH1:입력파형 CH2:출력파형
리플값 측정
CH1:입력파형 CH2:출력파형
리플값 측정
CH1:입력파형 CH2:출력파형
리플값 측정
입력 피크값
출력 피크값
PSPICE 측정값
16.97V
16.25V
0.72V
실험 측정값
16.40V
15.30V
1.1V
PSPICE 측정값
이론 값
실험 측정값
C=47μF, =1kΩ
2.150V
2.881V
2.070V
C=47μF, =2.2kΩ
1.059V
1.309V
1.056V
C=100μF, =1kΩ
1.090V
1.354V
1.092V
C=100μF, =2.2kΩ
0.506V
0.615V
0.544V
앞에서의 반파 정류 회로와 같은 실험 방법으로 실험을 한 결과 반파는 전압이 +인 구간만 통과시켰지만 전파 정류 회로에서는 -인 구간도 반전시켜 통과시키는 것을 확인할 수 있었다. 반파 정류 회로와 마찬가지로 다이오드를 1개만 통과하여 출력 피크 전압이 만큼 감소하는 것을 알 수 있고 리플의 크기 식을 이용하여 계산한 이론값과 PSPICE와 실험 측정값이 거의 비슷함을 알 수 있다. 반파 정류 회로와 전파 정류 회로를 비교했을 때 리플의 크기가 전파 정류 회로가 반파 정류 회로보다 약 1/2배 작음을 알 수 있다.
2.2.4 검토 사항
이 실험에서는 변압기의 0V, 12V, 24V를 이용하여 12V를 센터 탭으로 두고 실험을 하였다. 전파 정류 회로는 반파 정류 회로보다 2배 많은 출력 파형이 나와서 반파 정류 회로에 비해 2배의 직류 출력 전압을 얻을 수 있는 것을 알 수 있었다.
2.3 브리지 정류 회로
2.3.1 실험 회로도
회로 a)
PSPICE 회로도
브레드 보드 구성
회로 b)
PSPICE 회로도
브레드 보드 구성
2.3.2 실험 방법
1) 변압기를 이용하여 a)와 같은 회로를 구성하고, 입력과 출력 파형을 관찰하고 비교 설명하라. =1kΩ이다.
2) 변압기를 이용하여 b)와 같은 회로를 구성하고, 입력과 출력 파형을 관찰하고 비교 설명하라. C=100μF, =1kΩ이다.
3) b)실험 회로에서 C=47μF, 100μF, =1kΩ, 2.2kΩ일 때 각각의 리플 파형을 관찰하고 리플의 크기를 이론값과 비교하라.
2.3.3 실험 결과
1)
브릿지 회로 입력 파형
입력 파형 측정
브릿지 회로 출력 파형
2)
C=100μF, =1kΩ 출력파형
3)
C=47μF, =1kΩ 출력파형
C=47μF, =2.2kΩ 출력파형
C=100μF, =1kΩ 출력파형
C=100μF, =2.2kΩ 출력파형
입력 피크값
출력 피크값
PSPICE 측정값
16.970V
15.541V
1.429V
실험 측정값
16.4V
15V
1.4V
PSPICE 측정값
이론 값
실험 측정값
C=47μF, =1kΩ
2.005V
2.755V
1.940V
C=47μF, =2.2kΩ
0.962V
1.252V
0.980V
C=100μF, =1kΩ
0.987V
1.295V
1.000V
C=100μF, =2.2kΩ
0.433V
0.588V
0.492V
브릿지 정류 회로는 2개의 다이오드를 통과하기 때문에 출력 피크 전압이 2만큼 감소하는 것을 실험 방법 1)을 통해 확인할 수 있었고 실험 측정 값 역시 예상했던 약 1.4V와 비슷하게 나오는 것을 확인했다. 실험 방법 3)을 통해서 리플의 크기를 측정하였는데 전파 정류 회로와 거의 비슷한 리플의 크기를 얻을 수 있었다.
2.3.4 검토 사항
전파 정류 회로에서는 센터 탭을 이용하여 출력을 얻었지만 브릿지 회로는 다이오드를 2개 통과하지만 센터 탭을 이용하지 않고도 전파 정류 회로의 출력과 비슷한 파형을 얻을 수 있는 것을 알 게 되었다.
3. 결론
이 실험을 통해 반파와 전파 정류 회로의 차이와 리플에 대해 공부할 수 있는 기회가 되었다. 실제로 변압기를 사용하며 우리가 가정에서 사용하는 전원인 220V 60Hz 교류 파형이 어떻게 생겼는지 눈으로 직접 확인해 볼 수 있었다. 변압기를 이용한 실험은 합선되는 경우 안전장치가 없어 위험하므로 앞으로 실험을 할 경우에는 반드시 주의해야한다. 이 실험으로 평활 회로를 통해 교류 전원을 직류 전원으로 바꾸는 과정을 좀 더 눈으로 직접 살펴보고 이론적으로만 알고 있던 내용을 실험을 통해 확인하니 이해가 더 잘 되는 것 같았다.

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