브리지 정류와 평활: 교류를 직류로
커패시터를 키워 골을 메운다
옅은 곡선은 브리지가 정류한 봉우리이고, 굵은 금색 곡선은 평활 커패시터를 지난 출력이다. 커패시터를 키우면 봉우리 사이의 골이 메워지면서 출력이 점점 평평해진다. 골이 거의 사라지는 크기까지 슬라이더로 키워요.
다리를 건너 두 반주기를 모은다
다이오드 네 개를 마름모꼴로 엮은 것이 브리지다. 입력이 양일 때는 마주 보는 두 다이오드가 켜져 부하에 한 방향으로 전류를 흘리고, 입력이 음일 때는 나머지 두 다이오드가 켜진다. 어느 경우든 부하를 지나는 전류의 방향이 같으니 음의 반주기도 버려지지 않고 위로 접혀 올라가는데, 이것이 전파 정류예요.
전파 정류, 골이 얕고 잦다
반주기 하나만 통과시키는 반파 정류와 달리 전파 정류는 두 반주기를 모두 봉우리로 바꾼다. 그래서 봉우리가 입력의 두 배 주파수로 촘촘하게 늘어서고, 봉우리 사이의 골이 짧아 같은 커패시터로도 훨씬 매끈하게 다듬을 수 있다. 다만 전류가 어느 쪽 경로로 가든 다이오드를 두 개씩 지나므로, 봉우리 높이는 입력 첨두보다 다이오드 강하 두 개만큼 낮다.
커패시터가 골을 메운다
출력에는 커패시터를 나란히 걸어 둔다. 봉우리가 오를 때 커패시터는 첨두까지 빠르게 충전되고, 봉우리가 지나 입력이 떨어지면 부하로 천천히 방전하며 전압을 떠받친다. 다음 봉우리가 다시 채워 줄 때까지 버티는 셈이다. 그사이 남는 작은 출렁임이 맥동인데, 커패시터가 클수록 방전이 느려 맥동이 작아지고 부하 전류가 클수록 맥동이 커져요. 전파 정류와 큰 커패시터를 합치면 거의 평평한 직류가 된다.
첫 화면으로 돌아가서
커패시터가 작을 때 출력은 봉우리를 따라 골에서 0까지 곤두박질쳤다. 커패시터를 키우자 봉우리에서 채운 전하가 골을 버텨 내며 출력이 점점 평평해졌다. 그 평평함 밑에는 두 가지가 함께 있는데, 브리지가 음의 반주기까지 봉우리로 접어 올려 골을 짧고 잦게 만든 것과 커패시터가 그 골을 메운 것이에요. B1의 정류가 두 반주기를 모두 쓰도록 자라고 거기에 평활이 더해져 전원의 앞단이 완성되었다.
이어지는 흐름
여기까지 다이오드는 흐름의 방향을 정하거나, 자르거나, 고정했다. 다음 묶음에서는 한 걸음 더 나아가 작은 입력 전류로 훨씬 큰 전류를 제어하는 소자, 트랜지스터를 만난다. 첫 유닛에서는 BJT가 작은 베이스 전류로 큰 컬렉터 전류를 다스리는 원리부터 살펴요.