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1[정보통신기사 필기] 18년 2회차
다음 그림과 같은 회로의 입력에 120[Vrms], 60[Hz] 정현파 신호가 인가되었을 경우, 부하에 걸리는 직류전압은 약 얼마인가? (단, 다이오드에 걸리는 전압강하는 무시한다.)
문제 이미지
1
169.9[V]
2
167.9[V]
3
164.9[V]
4
162.9[V]
해설

단일 다이오드에 콘덴서 입력형 필터가 붙은 반파 정류회로로, 부하에 걸리는 직류전압은 약 162.9[V]가 된다.

먼저 입력 첨두값은 Vp=2×120≒169.7 [V]V_p=\sqrt{2}\times 120 \fallingdotseq 169.7\,\mathrm{[V]} 이다. 다이오드가 하나뿐이므로 콘덴서는 한 주기에 한 번만 충전되어 리플 주파수는 입력과 같은 60[Hz]이다.

리플 전압은 Vr=VpfRLC=169.760×2000×100×10−6=169.712≒14.1 [V]V_r=\dfrac{V_p}{f R_L C}=\dfrac{169.7}{60\times 2000\times 100\times 10^{-6}}=\dfrac{169.7}{12}\fallingdotseq 14.1\,\mathrm{[V]} 이다.

직류 출력은 첨두값에서 리플의 절반을 뺀 값이므로 VDC=Vp−Vr2=169.7−7.1≒162.6 [V]V_{DC}=V_p-\dfrac{V_r}{2}=169.7-7.1 \fallingdotseq 162.6\,\mathrm{[V]} 이다. 이는 VDC=Vp(1−12fRLC)V_{DC}=V_p\left(1-\dfrac{1}{2fR_LC}\right) 로 계산해도 같으며, 반올림 차이를 감안하면 보기 중 약 162.9[V]가 이에 해당한다.

첨두값과 거의 같은 169.9[V]는 방전에 따른 리플을 전혀 고려하지 않은 값이고, 그 사이의 값들은 리플을 실제보다 작게 잡은 결과다.

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