10. 배전압 회로

10. 배전압 회로

배전압 회로는 peak(최대)전압을 peak정류전압의 배수로 증가시키는 회로이다.

1. 2배 전압 회로

(1) 반파 2배 전압 회로

키르히호프 전압법칙(KVL)으로부터 $-V_{m}-V_{C_{1}}+V_{C_{2}}=0$, $-V_{m}-V_{m}+V_{C_{2}}=0$이므로, $V_{C_{2}}=2V_{m}$이다.

(i) +반주기에서 $D_{1}$은 ON, $D_{2}$는 OFF이므로, $C_{1}$은 $V_{m}$까지 충전된다.

(ii) -반주기에서 $D_{1}$은 OFF, $D_{2}$는 ON이므로, $C_{1}$의 전압과 변압기의 전압에 의해 $C_{2}$는 $2V_{m}$까지 충전된다.

부하가 없으면 방전경로가 없기 때문에 $V_{C_{1}}=V_{m}$, $V_{C_{2}}=2V_{m}$을 유지하고, 부하가 있으면 +반주기동안 $C_{2}$는 $R_{L}$을 통하여 방전하고(시상수=$R_{L}C_{2}$), -반주기동안 $C_{2}$는 $2V_{m}$까지 순간적으로 충전한다.

이때 $D_{1}$, $D_{2}$의 PIV는 모두 $2V_{m}$이다. 

(2) 전파 배전압 회로

(전파 배전압 회로)

(i) +반주기에서 $D_{1}$은 ON, $D_{2}$는 OFF이고, $C_{1}$이 $V_{m}$    

(ii) -반주기에서 $D_{1}$은 OFF, $D_{2}$는 ON이고, $C_{2}$는 $V_{m}$까지 충전한다($C_{1}$은 방전하지 않음). 이 때의 출력전압은 $V_{C_{1}}+V_{C_{2}}=2V_{m}$(입력 peak의 2배)이고, 다이오드의 PIV는 둘 다 $2V_{m}$이다.

2. 3배와 4배 전압회로

(1) 처음 +반주기에서 $D_{1}$은 ON이고, $C_{1}$은 $V_{m}$까지 충전한다.

(2) 다음 -반주기에서 $D_{1}$은 OFF, $D_{2}$는 ON이고, $C_{1}$이 방전해서 $C_{2}$는 $2V_{m}$까지 충전한다. 여기까지는 앞에서 다룬 2배 전압 회로와 같다.

(3) 그 다음 +반주기에서 $D_{1}$은 ON, $D_{2}$는 OFF, $D_{3}$은 ON이고, $C_{2}$가 방전해서 $C_{1}$은 $V_{m}$까지, $C_{3}$은 $2V_{m}$까지 충전한다.

(4) 그 다음 -반주기에서 $D_{1}$은 OFF, $D_{2}$는 ON, $D_{3}$은 OFF, $D_{4}$는 ON이고, $C_{1}$, $C_{3}$가 방전해서 $C_{2}$, $C_{4}$모두 $2V_{m}$까지 충전한다.

충전전압은 $V_{C_{1}}+V_{C_{3}}=3V_{m}$((3)에서), $V_{C_{2}}+V_{C_{4}}=4V_{m}$((4)에서)이고, 모든 다이오드의 PIV(모든 커패시터가 충전된 후에 계산)는 $2V_{m}$이다.

참고자료:

Electronic Devices and Circuit Theory 11th edition, Boylestad, Nashelsky, Pearson