교류 전류를 직류 전류로 바꾸어 주는 정류회로에 대해서 정리해 보았습니다.
여기서는 반파정류회로, 전파정류회로, 배전압 정류회로에 대해서 설명하도록 하겠습니다
교류전압에서 별 다른 설명이 없으면 그 전압은 실효값(Root Mean Square;RMS)으로 판단합니다.
실효값 = 0.707 * 최대값, 평균값 = 0.637 * 최대값 의 관계를 가집니다.
먼저 반파 정류회로 입니다.
[그림 1 - 반파정류회로]
반파 정류회로
* A 점이 (+) 일때 : D1 을 통해서 C1 이 충전된다.
* 부하가 없을 경우 C1 은 변압기 출력의 최대값까지 충전된다.
* A 점이 (-) 일때 : 전류가 흐르지 않는다.
한쪽 파형만 사용되므로 효율이 좋지 않다.
[그림 2 - 전파정류회로]
전파 정류회로
* A 점이 (+) 일때 : D1 을 통해서 C1 이 충전된다.
* A 점이 (-) 일때 : D2 를 통해서 C1 이 충전된다.
부하가 없을 경우 C1 은 변압기 출력의 최대값까지 충전된다.
[그림 3 - 브리지 전파정류회로]
브릿지 전파 정류회로
* A 점이 (+) 일때 : D2->C1->D3 를 통해서 C1 이 충전된다.
* A 점이 (-) 일때 : D1->C1->D4 를 통해서 C1 이 충전된다.
부하가 없을 경우 C1 은 변압기 출력의 최대값까지 충전된다.
[그림 4 - 반파 배전압 정류회로]
반파 배전압 정류회로
* A 점이 (-) 일때 : D1 을 통해서 C1 이 충전된다. C1 은 변압기 출력의 최대값까지 충전된다.
* A 점이 (+) 일때 : D2 를 통해서 C2 가 충전된다. C1 의 전압과 변압기의 전압이 직렬로 연결된 꼴이 되어 C2 에는 변압기 최대값의 2배 전압이 충전된다.
[그림 5 - 전파 배전압 정류회로]
전파 배전압 정류회로
* A 점이 (+) 일때 : D1 을 통해서 C1 이 충전된다. C1 은 변압기 출력의 최대값까지 충전된다.
* A 점이 (-) 일때 : D2 를 통해서 C2 가 충전된다. C2 는 변압기 출력의 최대값까지 충전된다.
* C1 과 C2 는 직렬로 연결되어 있으므로 출력단에는 변압기 최대출력전압의 2배 전압이 충전된다.
[그림 6 - 3배전압 정류회로]
3배 전압 정류회로
(1) A 점이 (-) 일때 : D1 을 통해서 C1 이 충전되고, D3 를 통해서 C3 가 충전된다.
(2) A 점이 (+) 일때 : C1의 전압과 변압기의 전압이 직렬로 되어 C2 에 가해진다.
C2 의 전압은 교류 최대값의 2배 전압으로 충전된다.
C2 와 C3 는 직렬로 연결되어 있으므로 출력에는 교류 최대값의 3배 전압이 출력된다.
[그림 7 - 4배전압 정류회로]
4배 전압 정류회로
(1) A 점이 (+) 일때 : C1 과 C2 가 직렬연결된 꼴이 되므로 C1->D2->C2 로 전류가 흘러서 C1 과 C2 에는 교류 최대값의 절반크기의 전압이 충전된다. 또한 D3 를 통해서 C3 가 교류전압의 최대값만큼 충전된다.
(2) A 점이 (-) 일때 : D1 을 통해서 C1 이 충전된다. 또한 C3 의 전압과 변압기의 전압이 직렬로 연결된 형상이 되어서 C4 에 교류 최대값의 2배 전압이 충전된다.
(3) A 점이 (+) 일때 : C1 의 전압과 변압기의 전압이 직렬로 연결된 꼴이 되어서 C2 에는 변압기 최대값의 2배 전압이 충전된다. 또한 D3 를 통해서 C3 가 충전된다.
(2),(3) 반복
결국 출력단에는 C2 와 C4 가 직렬연결된 형상이 되어 교류전압 최대값의 4배 전압이 출력된다.
코크로프트-월턴 배전압 정류회로(cockcroft-walton voltage multiplier)는 n배 전압 정류회로라고도 한다.
1932년 코크로프트와 월턴이 이 방식으로 600kV 의 전압을 만들어, 이것에 의해 가속된 양성자로
7Li 원자핵을 파괴하여 처음으로 인공 입자선에 의한 핵반응에 성공한 가속기로서 유명하다.
(1) A 점이 (+) 일때 : D1을 통해서 C1 이 교류전압의 최대값만큼 충전된다.
(2) A 점이 (-) 일때 : C1과 전원전압이 직렬연결된 꼴이 되어 D2를 통해서 C2가 교류전압 최대값의 2배 전압으로
충전된다.
(3) A 점이 (+) 일때 : D1을 통해서 C1이 충전되고, C2와 전원전압이 직렬연결된 꼴이 되어 C3에 가해진다.
하지만 C1의 전압이 있기 때문에 C3도 교류전압 최대값의 2배 전압으로 충전된다.
각각의 반주기마다 콘덴서를 번갈아 충전하면서 전압을 높여가는 회로로, 높은 전압을 얻을 수는 있지만 단수가 늘어날수록
출력전류는 급격하게 낮아지는 단점이 있다.
부하가 없는 경우 n 개의 콘덴서와 다이오드를 조합해서 n 배의 전압을 만들어 낼 수 있는 회로이다.
그림의 회로는 9개의 콘덴서와 다이오드를 이용하여 B-C 간의 전압이 입력 전압의 약 9배를 내게 된다.
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