정류회로의 특성

Rectifier Circuit Characteristics

정류회로는 교류를 직류로 바꾸는 반파·전파·브리지·3상 정류의 기본 뼈대예요. 평균 전압·맥동률·변압기 이용률이 회로마다 다르고 필터와 부하 특성이 파형을 더 바꿔요. 제어 정류·전력전자 단원으로 가기 전 반드시 익혀 둘 계산 골격이에요. 회로 형태를 바꿔 출력 파형과 평균값 지표가 어떻게 달라지는지 살펴봐요.

교류를 직류로 바꾸는 정류 회로

💡 정류(整流)란?

콘센트의 교류(AC)를 전자기기가 쓸 수 있는 직류(DC)로 변환하는 과정

①정류 회로의 핵심 = 다이오드의 '한 방향만 통과' 성질 활용

②회로 구성에 따라 반파·전파·브리지·배전압으로 나뉨

회로 구성과 파형 관찰

🔬 정류 방식별 특징

반파: 반 주기만 사용 → 맥동이 크고 효율 낮음

①전파(CT): 센터탭 변압기 필요, 변압기 이용률 낮음

②브리지: 가장 널리 사용, 변압기 불필요

③배전압: 피크 전압의 2배 출력 → 고전압·소전류 용도

DC 출력 전압 공식

피크 전압 V_m100 V

반파 정류

V_dc = V_mπ

= 100 / π = 31.8 V

전파·브리지

V_dc = 2V_mπ

= 2×100 / π = 63.7 V

배전압

V_dc = 2V_m

= 2×100 = 200 V

📐 맥동률(리플률) 공식

반파: γ = √((V_{rms}/V_{dc})² − 1) = 1.21 (121%)

①전파: γ = 0.48 (48%)

②맥동률이 작을수록 순수한 DC에 가까움

정류 회로 비교

현재 설정: 반파 정류 (V_m = 100 V)

DC 출력 전압

31.8 V

맥동률 γ

1.21 (121%)

다이오드 수

1개

PIV (역전압)

V_m = 100 V

항목	반파	전파(CT)	브리지	배전압
V_dc	V_m/π	2V_m/π	2V_m/π	2V_m
맥동률	121%	48%	48%	<48%
다이오드	1	2	4	2
변압기	불필요	CT 필요	불필요	불필요
PIV	V_m	2V_m	V_m	2V_m

시험 포인트 정리

반파

V_dc = V_mπ

= 0.318 V_m

전파

V_dc = 2V_mπ

= 0.637 V_m

맥동률

반파 γ = 1.21

전파 γ = 0.48

배전압

V_dc = 2V_m

고전압·소전류 용도

🎯 시험 포인트

①반파 V_dc = V_m/π = 0.318V_m, 전파 V_dc = 2V_m/π = 0.637V_m

②브리지 정류는 변압기 없이 사용 가능, 가장 많이 출제

③맥동률: 반파 121%, 전파 48%. 숫자 암기 필수

④PIV(역내전압): 전파(CT)는 2V_m, 브리지는 V_m

⑤배전압 정류: 출력 = 2V_m, 고전압·소전류에 사용

📝 대표 기출문제

①[기출유형] 최대값 100V인 교류를 브리지 정류하면 DC 출력 전압은? (답: 2×100/π ≈ 63.7V)

②[기출유형] 반파 정류회로의 맥동률(리플률)은? (답: 1.21 = 121%)

③[기출유형] 전파 정류에서 다이오드 1개에 걸리는 최대 역전압(PIV)은? (답: CT방식 2V_m, 브리지 V_m)