[전자회로] 4. Wave rectifier

대부분의 전자기기는 직류를 이용해 동작합니다.

 

하지만 전원은 교류로 공급되기 때문에 교류를 직류로 변환하는 장치가 필요합니다.

 

Wave rectifier를 이용해 교류를 직류로 변환할 수 있고, Wave rectifier는 다이오드의 정류작용을 이용해 구현할 수 있습니다.

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위 그림과 같은 회로에 교류 전압이 가해지는 경우를 보겠습니다.

 

 교류 전압은 시간에 따라서 전압의 +와 -가 바뀝니다.

 

 먼저 위쪽에 +전압이 걸리는 경우를 보겠습니다.

 

이 경우 다이오드를 통과해 전류가 흐를 수 있습니다. 따라서 공급된 전압이 그대로 회로를 통과해 나옵니다.

 

 아래쪽에 +전압이 걸릴 경우에는 위쪽에 -전압이 걸리면서 다이오드에 전류가 흐를 수 없습니다.

 

전류가 흐르지 못하기 때문에 전압이 0으로 나옵니다.

 사인파의 교류 전압이 공급되면 +부분의 전압만 남은 형태로 전압이 나오는 것을 확인할 수 있습니다.

 

전압을 +만 남기는 것에는 성공했지만 전압이 유지되지 못하고 다시 0으로 돌아가는 모습을 확인할 수 있습니다.

 

직류 전압으로 변환하기 위해서는 전압이 일정 시간동안 유지될 수 있어야 합니다.

 

이를 위해 회로에 캐퍼시터를 추가합니다.

 위와 같이 회로를 구성하면 캐퍼시터가 충전되고 방전되며 전압을 일정시간 동안 유지해 줄 수 있습니다.

 왼쪽과 같은 사인파를 입력해 주었을 때 캐퍼시터가 충전이 되고, 이후 - 전압이 걸릴 때는 전압이 0이 되어야 하지만 캐퍼시터가 방전되며 일정시간 전압을 유지해 줍니다.

 

따라서 오른쪽과 같은 파형의 전압이 도출됩니다.

 

 위 회로에 교류 전압이 가해졌을 때를 분석해 보겠습니다.

 위쪽 노드에 +전압이 걸린 경우입니다. 이 때 저항에는 왼쪽 방향으로 전류가 흐르는 것을 볼 수 있습니다.

 아래쪽 노드에 +전압이 걸린 경우입니다. 이번에도 저항에 왼쪽 방향으로 전류가 흐르는 것을 볼 수 있습니다.

 

 따라서 위의 회로에 사인파 전압을 가해주면 오른쪽과 같이 한쪽 방향으로 전압이 정렬되는 효과가 나타납니다.

 

위에서처럼 전압을 일정시간 유지하기 위해 캐퍼시터를 추가해주면 교류를 직류로 변환할 수 있습니다.

위 사진의 회로를 이용하면 교류를 직류로 변환할 수 있습니다.

 왼쪽과 같은 교류 전압이 마치 직류와 같이 변한 것을 확인할 수 있습니다.