DC Power Supply 제작 및 정전압 IC 특성 실험

문서 내 토픽

1. 전파 정류회로(Full-Wave Rectifier)

다이오드 4개를 사용한 전파 정류회로는 반파 정류회로보다 리플전압을 줄이고 출력전압을 직류 전압에 가깝게 만든다. 정류된 출력파형은 다이오드의 on/off 상태에 따라 커패시터의 충방전이 반복되며, 이를 통해 교류 성분을 제거하고 직류에 가까운 전압을 생성한다.
2. 평활회로와 리플전압

평활회로는 정류 회로를 통과한 맥형 파형을 평활한 직류로 만드는 회로이다. 커패시터와 저항을 병렬연결한 용량성 평활회로가 가장 많이 사용된다. 리플전압은 커패시터의 용량에 의존하며, 용량이 클수록 리플전압이 감소한다. 실험에서 10μF 커패시터는 리플이 거의 없었으나 2.2μF 커패시터는 눈에 띄는 리플전압을 보였다.
3. 7805 정전압 IC(Voltage Regulator)

7805는 양극 고정형 선형 레귤레이터로, 입력 전압이 변동해도 출력 전압을 일정하게 유지한다. 오차 증폭기, 전압 참조기, 출력 단계의 3가지 주요 구성 요소로 이루어져 있다. 출력 전압은 4.8~5.2V 범위의 약 5V 정전압을 제공하며, 실험에서 5.040V의 안정적인 출력을 확인했다.
4. DC Power Supply 설계 및 제작

DC Power Supply는 전파 정류회로, 평활회로, 정전압 IC를 조합하여 구성된다. 다이오드, 커패시터, 저항, 7805 소자 등의 부품을 브레드보드에 연결하여 안정적인 직류 전원을 생성한다. 이는 소형 전자기기의 내부 회로에 필수적인 전원 공급 장치이다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 전파 정류회로(Full-Wave Rectifier)

전파 정류회로는 AC 전원을 DC로 변환하는 전자회로에서 핵심적인 역할을 합니다. 브릿지 정류회로 방식은 4개의 다이오드를 사용하여 AC의 양쪽 반주기를 모두 활용함으로써 반파 정류회로보다 효율성이 우수합니다. 출력 전압이 더 높고 리플이 적어서 실무에서 광범위하게 사용됩니다. 다만 다이오드의 순방향 전압강하로 인한 손실을 고려해야 하며, 고전압 고전류 응용에서는 적절한 다이오드 선택이 중요합니다. 현대의 전원공급장치 설계에서도 여전히 기본이 되는 중요한 회로입니다.
2. 평활회로와 리플전압

평활회로는 정류된 맥동하는 DC 전압을 안정적인 DC로 변환하는 필수 요소입니다. 콘덴서를 이용한 평활회로는 구조가 간단하면서도 효과적이며, 리플전압을 크게 감소시킵니다. 리플전압의 크기는 콘덴서 용량, 부하 전류, 정류 주파수에 따라 결정되므로 설계 시 이들 요소를 정확히 계산해야 합니다. 더 낮은 리플을 요구하는 경우 LC 필터나 다단 평활회로를 사용할 수 있습니다. 실제 회로 설계에서 평활회로의 성능은 전체 전원공급장치의 품질을 좌우하는 중요한 요소입니다.
3. 7805 정전압 IC(Voltage Regulator)

7805 정전압 레귤레이터는 5V 출력을 제공하는 3단자 선형 레귤레이터로, 수십 년간 산업 표준으로 사용되어 온 신뢰성 높은 소자입니다. 간단한 외부 회로로 안정적인 5V를 얻을 수 있어 초보자부터 전문가까지 널리 사용됩니다. 다만 입출력 전압 차이에 따른 열 발생이 있어 고전류 응용에서는 방열판이 필요합니다. 현대에는 저드롭 레귤레이터나 스위칭 방식의 효율적인 대안들이 있지만, 7805는 여전히 많은 응용에서 가성비 있는 선택입니다.
4. DC Power Supply 설계 및 제작

DC 전원공급장치 설계는 변압기, 정류회로, 평활회로, 레귤레이터 등 여러 단계를 통합적으로 고려해야 하는 복잡한 과정입니다. 요구되는 출력 전압, 전류, 리플 사양을 명확히 정의하고, 각 단계에서 적절한 소자를 선택하며, 열 관리와 안전성을 고려해야 합니다. 실제 제작 시에는 PCB 레이아웃, 접지 처리, 노이즈 억제 등 실무적 요소들이 중요합니다. 현대에는 스위칭 전원공급장치가 효율성 면에서 우수하지만, 선형 전원공급장치는 낮은 노이즈가 필요한 아날로그 회로에서 여전히 가치 있습니다.

주제 연관 리포트도 확인해 보세요!