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