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1[9급 지방직 전기기기] 17년 1회차
그림과 같은 회로에서 스위치 S를 t=0일 때 닫고 정상상태 후 t=t1일 때 열었다. 환류 다이오드 Df에 흐르는 전류 의 if파형은? (단, R과 L은 0이 아닌 유한한 값이고, 모든 소자는 이상적이다)
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해설

환류 다이오드 전류는 스위치가 닫혀 있는 동안 0이고, 스위치를 여는 순간 V(0)/R로 뛰어올랐다가 시정수 L/R로 지수 감소하는 파형이 된다.

스위치가 닫혀 있으면 다이오드 D(f)의 캐소드에 V(0)가 걸려 역바이어스이므로 전류가 흐르지 않고, 부하 전류는 D를 통해 증가해 정상상태 값에 이른다.
iL(∞)=V0Ri_L(\infty)=\dfrac{V_0}{R}

스위치를 열면 인덕터 전류는 순간적으로 변할 수 없으므로 같은 값이 D(f)로 옮겨 흐르고, R에서 에너지를 소모하며 줄어든다.
if(t)=V0Re−RL(t−t1)(t≥t1)i_f(t)=\dfrac{V_0}{R}e^{-\frac{R}{L}(t-t_1)}\quad(t\ge t_1)

  • 0부터 일정값으로 흐르다 t(1) 이후 감소하는 파형: 스위치가 닫힌 구간에는 D(f)가 역바이어스라 전류가 흐를 수 없다.
  • 0부터 지수적으로 증가했다가 t(1) 이후 감소하는 파형: 증가 구간의 전류는 D를 통해 흐르는 i(D)(=i(L))이며 D(f) 전류가 아니다.
  • 지수적으로 증가했다가 t(1)에서 0으로 끊기는 파형: 이는 스위치를 여는 순간 차단되는 i(D)의 모양이며, 그 뒤의 인덕터 전류는 D(f)로 환류한다.

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