단상 반파 다이오드 정류회로 : 유도성 부하

안녕하십니까

전력전자와 각종MCU를 공부하고 최종적으로 작품을 만드는 전자 장인 입니다 

 

오늘의 주제는

단상 반파 다이오드 정류회로의 유도성 부하에 따른 동작 특성

이번 시간에는 단상 반파 다이오드 정류회로의 부하 측이

유도성 부하인 경우에 대하여 공부하는 시간을 가지겠습니다.

 

지난 시간 단상 반파 및 전파 다이오드 정류회로를 못 보신 분은 아래 글을 참고 부탁드립니다.

2022.04.04 - [전력전자/전력전자기초] - 다이오드가 적용된 회로의 기본개념

다이오드가 적용된 회로의 기본개념

2022.04.05 - [전력전자/전력전자기초] - 단상 반파 다이오드 정류 회로 및 전파 다이오드 정류 회로

단상 반파 다이오드 정류 회로 및 전파 다이오드 정류 회로

 

1. 유도성 부하

유도성 부하는 부하 측에 인덕터 성분이 연결된 부하를 의미합니다.

따라서 유도성 부하를 회로에 표현할 때 인덕터로 표현하게 됩니다.

인덕터를 다이오드 정류회로에 추가하여 공부하기 전 인덕터의 특성에 대하여 살펴보겠습니다.

 

인덕터와 전압 사이의 관계는 다음과 식 같이 표현할 수 있으며 인덕터 전압은 무한대가 될 수 없습니다.

또한 L (인덕턴스) 값에 따라 전류 변화량이 다르게 되며 아래 식과 같이 표현할 수 있습니다.

인덕터의 평균 전압은 0이며 이는 volt-sec valance에 의해 설명할 수 있습니다.

다음 시간에 volt-sec valance 대하여 다루도록 하겠습니다.

 

2. 반파 정류 회로 : 유도성 부하

아래 회로와 같이 단상 반파 정류회로를 나타낼 수 있으며

부하 측에는 인덕터와 저항이 연결된 모습을 확인할 수 있습니다. 

단상 반파 정류회로 :유도성 부하

회로에 적용된 소자에 대한 파라미터는 다음과 같습니다.

KVL에 의하여 아래 수식과 같이 나타낼 수 있으며

미분 방적식을 만족하는 해를 도출하여 전류를 계산할 수 있습니다.

 

3. 반파 정류 회로 : 유도성 부하 회로 해석

단상 반파 정류회로 :유도성 부하

위 회로에서 다이오드가 도통되는 패스를 나타낸 구간에 대하여 살펴보겠습니다

입력 전압이 양의 전압이므로 다이오드가 도통되며

인덕터의 영향으로 저항 부하만 존재하였을 때와 다르게 출력 전류 상승률이 저하됩니다.

(유도성 부하는 전류가 뒤짐)

따라서 쎄타1에서는 입력 전압과 저항 부하에 걸리는 전압은 동일하며 아래 수식과  같이 표현할 수 있습니다.

단상 반파 정류회로 :유도성 부하

다음 구간입니다. 

입력 전압이 양의 전압이므로 다이오드는 도통되어 있습니다.

인덕터의 영향으로 저항 부하만 존재하였을 때와 다르게 출력 전류 감소율이 저하됩니다.

인덕터에 저장된 에너지를 방출하기 위하여 세타2 구간까지 다이오드가 도통되어 있습니다.

(volt-sec balance)

 

단상 반파 정류회로 :유도성 부하

인덕터가 에너지를 모두 방출한 시점으로 

입력 전압이 음의 전압이므로 다이오드는 차단되게 됩니다.

전류 또한 흐르지 못하여 출력 측에는 전압 및 전류가 0이 됩니다.

 

단상 반파 다이오드 정류회로의 유도성 부하가 존재할 때 출력 전압의 평균값은 다음과 같습니다.

인덕터 전압의 평균값은 0으로 도출되는 volt-sec balance를 통해

출력 전압의 평균값을 도출할 수 있으며 출력전류 평균값은 아래 식과 같습니다.

 

오늘은 단상 반파 정류회로의 출력 측 부하가 유도성 부하인 경우에 대하여 공부하였습니다.

다음 시간에는 volt-sec balance에 대한 개념을 공부하는 시간을 가지도록 하겠습니다.

 

지금까지 전력전자와 각종MCU를 공부하고 최종적으로 작품을 만드는 전자 장인 이었습니다

감사합니다