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전원회로

전원회로. 모든 전자 시스템은 에너지원으로 직류전압과 전류 를 필요로 하며, 이들을 전원장치 라 한다. 몇몇 시스템에서는 단순히 건전지를 전원으로 사용하며, 휴대용 라디오나 카세트 테이프, 전자계산기 등이 좋은 예이다. 그러나 텔레비전 수상기나 컴퓨터 단말기, 스테레오 증폭기 등은 교류전원으로부터 직류를 변환하여 사용하며, 가정으로 공급되는 220 V 60Hz 단상 교류가 교류 전원으로 주로 사용된다.

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전원회로

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Presentation Transcript

  1. 전원회로 • 모든 전자 시스템은 에너지원으로 직류전압과 전류를 필요로 하며, 이들을 전원장치라 한다. 몇몇 시스템에서는 단순히 건전지를 전원으로 사용하며, 휴대용 라디오나 카세트 테이프, 전자계산기 등이 좋은 예이다. 그러나 텔레비전 수상기나 컴퓨터 단말기, 스테레오 증폭기 등은 교류전원으로부터 직류를 변환하여 사용하며, 가정으로 공급되는 220V 60Hz 단상 교류가 교류 전원으로 주로 사용된다. • 다이오드의 중요한 응용 중 하나가 교류를 직류로 변환시키는 전원 공급기이다. 이는 교류 전원을 이용하여 직류 전압원을 만드는 작용이며, 다이오드의 스위칭 기능을 이용한다. • 학습 내용 -교류 -트랜스의 작동원리 -다이오드의 작동원리 -정류이론 -커패시터의 필터링 원리 -전압과 전류의 상관관계-ohm의 법칙 -전압원/전류원

  2. 직류와 교류 • 직류 : 시간에 따라 전압이 변화하지 않는 전압원 • 교류 : 시간에 따라 전압이 정현적으로 변화하는 전압원 • 교류의 발생 : 자장 하에서 도선을 회전시키면 도선내로 유도되는 전류는 정, 역 방향으로 흐른다(전압도 양, 음으로 변화) - 전류 및 전압의 변화형태 : 정현파 전압 : e = Emsinwt 전류 :I = Imsinwt

  3. 주파수와 주기 • 사이클(cycle) : 교류의 1 주기 동안의 파형변화 • 주기 : 1 사이클이 완료되는 데 소요되는 시간 • 주파수(frequency) : 1 초 동안 반복되는 사이클의 수 단위 : hertz [Hz] • 각속도 : 무차원 회전속도 w [rad/s], 1 회전 = 2p [rad] • 주파수(f)/주기(T)/각속도(w) 사이의 상관관계 f = 1/T = w/2p • 주파수 단위 • Hz 건물, 기계의 진동영역 • kHz 무전기, AM라디오, 소리 • MHz FM라디오, 컴퓨터 • GHz 이동통신 • 가정용 전원 : 220V 60 Hz

  4. 변압기 • 유도전류를 이용하여 전압을 변환시키는 기구 • 철심 : 규소강판 • 전압, 전류와 1차/2차코일의 권선수 사이의 상관관계 • a : 권수비(turn ratio)

  5. 다이오드(Diodes) • 다이오드 : 하나의 P-N접합 반도체 • 순방향으로만 전류가 흐른다 id Anode Cathode N P - + vd id 순방향 편향영역 VBD vd Von : 0.3 Volts for Silicon 0.7 Volts for Germanium ReverseBreakdownRegion 역방향 편향영역

  6. 다이오드의 형태 저 전류용 다이오드 중 전류용 다이오드 고 전류용 다이오드

  7. 제너 다이오드 • Zener 다이오드 : reverse break down 전압이 항상 일정하므로 전압 조절기로 사용할 수 있다 • 다이오드 내를 흐르는 전류가 변해도 출력전압은 일정 • 출력전압을 일정하게 유지하기 위해 사용

  8. 정류회로 • 정류전원(rectifying power) : 교류에서 직류를 얻는 전원회로

  9. 반파정류

  10. 전파정류

  11. 브리지 정류

  12. D a + + + + v C v R v s i L o - - - - b v o v o V p 0 t t 정류기 필터 • 커패시터의 전원 충전/방전원리 • 맥류의 직류변환

  13. 직류전원 공급기

  14. 전압조절기 • Voltage Regulator : 78xx, 79xx series • 78xx : 양의 전압 조절 • 7805 : +5V, 7810 : +10V, 7815 : +15V • 79xx : 음의 전압 조절 • 7905 : -5V, 7910 : -10V, 7915 : -15V

  15. 전압원 이상적인 전압원(voltage source) 실제적인 전압원

  16. 전압원의 직렬연결 • 전압원도 직렬로 연결할 수 있다. • 동일한 방향으로 연결된 전압원은 더하고 반대 방향으로 로 연결된 전압원은 뺀다. ET = E1 + E2 + E3

  17. 전압원의 병렬연결? • 두 전압원의 발생전압이 동일하지 않으면 시도하지 말것! • 만약 전압이 동일하지 않다면 어떤 법칙에 위배되는가?

  18. 전류원 이상적인 전류원(current source) 실제적인 전류원

  19. 전류원의 병렬연결 • 전류원은 병렬연결할 수 있다 • 전류원을 직렬연결하면 어떤 법칙에 위배되는가?

  20. 전력(Power) • 전력은 단위시간당 얼마나 많은 일(어떤 종류의 에너지가 다른 종류의 에너지로 변환되는 과정)을 하는가를 표시하는 단위 • 전력의 전기단위는 watt • 1 watt [W] = 1 joule/second [J/s] • 전력의 기호 : P

  21. 전력(Power) • 전열선에 전류를 흘렸을 때 발열 에너지 • H = I2. R . t [J] = 0.24 I2. R . t [cal] • 1 [cal] = 물 1 gram 을 1 oC 높이는 데 필요한 열량 • 전열선에서 1초간 발열 되는 에너지:전력 • P = H/t = I2. R = V . I [W] • 예제 20oC의 물 1.2 리터를 500 W 의 전기 포터를 사용하여 60oC 까지 가열하는 데 걸리는 시간은?

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