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전원회로에 대해 알아봅시다 - 5 : 제너다이오드를 이용한 정전압 회로 제너다이오드를 이용한 정전압회로에 대해 알아봅시다... 정전압 회로 중 가장 간단하게 구성되는 제너다이오드를 이용한 정전압회로에 대해 알아봅니다..제너다이오드를 이용한 정전압 회로를 이해하기 앞서 다이오드 중에서 제너다이오드에 대한 이해를 먼저하는 것이 좋을 것 같네요.. <img src="https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/2417F23E574A5A582C" class="txc-image" actualwidth="580" width="580" style="clear: none; float: none;" border="0" vspace="1" hspace="1" data-filename="zener.jpg" exif="{}" id="A_2417F23E574A5A582C482A"/> 제너다이오드 특성곡선 먼저, 제너다이오드 특성곡선을 보면, 다이오드가 항복전압 영역에서 동작할 수 있는 최소 역방향 전류 Iz_min 과,정격을 초과하지 않고 견딜 수 있는 최대 역방향 전류 Iz_max 사이에서 동작될 경우, 제너다이오드 양단 전압은 일정하게 유지된답니다.이러한 제너다이오드 항복전압 특성을 이용해 정전압 회로를 구성한 것이 제너다이오드 정전압 회로랍니다. 회로는 전류제한 저항 Rs와 제너다이오드(ZD)로 구성되고, 제너다이오드(ZD)와 부하(RL)이 병렬로 연결된 병렬형 정전압 회로랍니다. <img src="https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/277E8042574A5A4228" class="txc-image" actualwidth="580" width="580" style="clear: none; float: none;" border="0" vspace="1" hspace="1" data-filename="zener_cv.jpg" exif="{}" id="A_277E8042574A5A42281ED6"/> 제너다이오드를 이용한 정전압 회로 회로를 살펴보면 저항 Rs가 있는데, 제너다이오드가 동작하기 위한 전류와, 필요한 부하전류를 공급하는 아주 중요한 역할을 한답니다. 따라서, 충분한 전류가 흐를 수 있도록 정확하게 선택되어져야 한답니다... 이러한 저항 Rs 값을 산출하기 위해서는 먼저, 저항 Rs에서 발생하는 전압강하 Vrs 값과 제너다이오드의 제너 전압 값 즉, 필요한 출력전압 값을 알아야 한답니다.. 입력전압은 저항의 전압강하 값과 제너 전압값의 합이 되므로, Vin = Vrs + Vz따라서, Rs에서 발생하는 전압강하 Vrs 값은, 입력전압에서 제너다이오드의 제너 전압 Vz를 뺀 값이 된답니다.Vrs = Vin - Vz 회로에서 부하에 흐르는 전류 IL은, 무부하시에는 제너다이오드가 부하가 되므로, 제너다이오드로 흐르는 전류 Iz가 최소 부하전류 Is_min이 되고, 부하시 흐르는 최대 부하전류 Is_max은 부하전류 IL 과 제너다이오드에 흐르는 전류 Iz의 합이 된답니다이것을 굳이 수식으로 표현한다면 다음과 같고, 이러한 수식을 이용해서 Rs 저항값을 산출할 수 있게 된답니다.최소 전압강하 Vrs_min = Vin_min - Vz 최대 전압강하 Vrs_max = Vin_max - Vz 최소 부하전류 Is_min = Iz 최대 부하전류 Is_max = IL + Iz 저항 Rs는 입력전원과 부하에서 소요되는 전류 값으로 계산되므로 다음과 같이 계산될 수 있겠네요...Rs (Ω) = (Vin_min - Vz) / Is_max 위 수식을 가만히 살펴보면, 저항 Rs가 결정되고 나면, 제너다이오드에 흐르는 전류는 부하가 있을 때보다 무부하시에 많은 전류가 흐르는 것을 알 수 있답니다.따라서, 제너다이오드에 최대 전류가 흐르게 되는 시점은, 무부하 상태에서, 최대 변동전압이 입력되었을 때이므로, 최대 제너 전류 Iz의 계산은 Iz_max = (Vin_max - Vz) / Rs 이 되는 것이지요.. 그러므로, 부하전류 IL 이 변동되는 경우(0∼MAX(A)), 제너전류 Iz 도 같이 변동(MAX ~ (Iz_max-IL))되는 것을 알 수 있답니다. 즉, 부하가 변하면 부하전류와 제너다이오드를 흐르는 전류도 변한다는 것을 알 수 있지요.. 따라서, 계산된 제너다이오드의 최대 전류 Iz 값은 사용될 제너다이오드가 버틸수 있는 허용전류 값으로 판단할 수 있답니다. 회로를 구성할 때 최대 제너 전류 Iz를 충족하지 못하는 제너다이오드를 사용할 경우, 부하의 변동폭이 큰 회로에서는,제너다이오드가 버틸 수 있는 허용 전류를 초과하여 소손 또는 파괴되어 버린답니다..이렇듯, 제너다이오드를 사용하여 정전압 회로를 구성할 때 가장 중요한 요소로 작용하는 것은 부하에서 사용될 부하전류를 명확하게 설정하는 것이랍니다. 따라서, 제너다이오드를 사용한 정전압 회로는 부하에 따라 부하전류의 변동폭이 매우 크게 변하므로, 부하전류의 변동이 적은 용도에서 제한적으로 사용하는 것이 좋답니다. 이상으로 제너다이오드를 이용한 정전압회로에 대해 알아보았습니다...다음은 제너다이오드와 트랜지스터를 이용한 정전압 회로에 대해 알아보겠습니다.