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빌라드 회로의 기적: 왜 이 간단한 회로가 전압을 두 배로 높이는가?
전자 회로의 세계에서 전압 변화를 효과적으로 제어하는 방법은 과학자들 사이에서 항상 뜨거운 연구 주제였습니다. 고전적인 전압 증배기인 빌라드(Villard) 회로는 설계의 단순성으로 인해 광범위한 주목을 받았습니다. 이 회로는 정확히 어떻게 작동합니까? 그것은 우리에게 어떤 실제적인 적용을 가져오는가?
빌라드 서킷의 기본 원리
빌라드 회로는 다이오드와 커패시터로 구성됩니다. AC 전압이 회로에 유입되면 커패시터는 음의 반주기 동안 피크 전압(Vpk)까지 충전됩니다. 이때 다이오드의 역할은 음의 피크 값을 0V로 "클램프"하여 양의 피크 값이 2Vpk가 되도록 하는 것입니다.
빌라드 회로의 출력은 입력 AC 파형과 커패시터의 정상 상태 DC 값이 중첩된 것입니다.
그러나 이 회로는 간단한 구조로 알려져 있지만, 출력의 맥동 특성은 상당히 만족스럽지 않습니다. 이러한 큰 맥동 특성으로 인해 특히 더 높은 안정성이 요구되는 전자 장비에 Villard 회로의 적용이 제한됩니다.
빌라드에서 그레나허로의 진화
Greinacher 회로는 Villard 회로를 기반으로 개발된 개선된 버전입니다. 이는 출력 리플을 줄이고 개방 회로 부하 조건에서 거의 제로 리플을 달성하기 위해 보다 복잡한 회로 구조를 도입합니다. Greinacher 회로는 종종 반파장 전압 배율기라고 불립니다.
Greinacher 회로의 주요 특징은 피크 출력 전압을 유지하면서 대부분의 리플을 제거하는 능력입니다.
이 회로의 성공으로 특히 전자레인지용 마그네트론 전원 공급 장치와 같이 안정적인 작동 전압이 필요한 응용 분야에서 많은 고전압 하위 장치를 사용할 수 있게 되었습니다.
Delon 회로와 그 응용
드론 회로는 입력과 출력 사이에 안정적인 이중 전압을 제공하도록 설계된 전파장 전압 배율기입니다. 이러한 유형의 회로는 필요한 고전압 소스를 제공하기 위해 디스플레이 기술이 발전하는 동안 음극선관(CRT) 텔레비전에 처음으로 널리 사용되었습니다.
들롱 회로의 특징은 안정적인 출력전압을 얻기 위해 2개의 반파장 피크 검출기를 사용한다는 점이다.
기술이 발전함에 따라 이 아키텍처는 다른 전자 기기에도 적용되어 그 다양성과 적용 가능성을 보여주고 있습니다.
스위칭 커패시터 회로의 출현
최근 몇 년간 스위치드 커패시터 회로의 출현으로 저전압 애플리케이션을 위한 새로운 옵션이 제공되었습니다. 이러한 회로는 특히 부하 전력 요구 사항이 높은 경우 DC 소스의 전압을 증폭 효과로 변환할 수 있습니다.
스위칭 커패시터 회로에서는 두 개의 커패시터가 병렬로 충전된 다음 직렬 연결로 전환되어 전압을 두 배로 늘립니다.
이러한 회로는 배터리로 구동되는 전자 기기에 사용되어 해당 기기가 낮은 전압에서 작동하면서도 필요한 전력을 계속 공급할 수 있도록 해줍니다.
딕슨 차지펌프 적용
Dickson 차지 펌프는 또 다른 고효율 전압 증배기입니다. 이는 충전 및 전환을 위해 클록 펄스로 구동되는 일련의 다이오드와 커패시터로 구성됩니다. 이 회로는 특히 배터리 전압이 불충분할 때 집적 회로에 자주 사용됩니다.
딕슨 곱셈기의 핵심은 단일 클럭 신호를 사용하여 회로의 곱셈 효과를 얻는 것입니다.
Dickson 회로는 저전압 환경에서 필요한 전력을 제공할 수 있기 때문에 많은 휴대용 전자 장치에 선택됩니다.
미래 전압 배가 기술에 대한 전망
기술이 계속 발전함에 따라 전압 배가 기술 측면에서 더욱 혁신적인 솔루션을 기대할 수 있습니다. 예를 들어, 교차 결합된 스위치드 커패시터 회로는 매우 낮은 입력 전압을 위해 설계되었으며 이는 무선 장치 개발에 특히 중요합니다.
이러한 기술을 통해 기기는 1V 미만의 배터리 전압에서도 작동할 수 있습니다.
이렇게 진화하는 전압 배가 기술은 다양한 전자 기기에 전력 지원을 제공할 뿐만 아니라, 미래 전자 제품의 디자인과 혁신에 대한 기대감을 가득 안겨준다.
이러한 다양한 전압 배가 기술을 통해 보다 효율적인 에너지 활용과 보다 혁신적인 응용 시나리오를 예측할 수 있습니까?
