전기기능사 · 전기기기 과목
전기기능사 정류기와 전력용 반도체 개념 정리
중요도 ★★★☆☆ · 10% (추정)
AI가 새로 쓴 글 가운데, 작성과 분리된 AI 검증(다시 읽고 사실·수치 확인)을 통과한 단원만 싣습니다. 틀린 곳을 발견하면 알려 주세요.
개요
정류기와 전력용 반도체 단원은 교류와 직류를 서로 바꾸는 장치와 그 안에 쓰이는 반도체 소자를 다룹니다. 장치 이름과 역할을 짝짓는 문제, 정류 방식별 출력 전압을 묻는 문제가 많습니다.
교류를 직류로 바꾸는 것은 컨버터(정류기), 직류를 교류로 바꾸는 것은 인버터, 직류의 크기를 바꾸는 것은 초퍼입니다. 정류 방식에 따라 출력 직류 전압이 달라지는데, 교류 실효값 E에 대해 단상 반파는 0.45배, 단상 전파는 0.9배, 3상 반파는 1.17배, 3상 전파는 1.35배입니다.
SCR(사이리스터)은 게이트 신호로 켜는 한쪽 방향 3단자 소자입니다. 트라이액은 양방향 3단자, 다이액은 양방향 2단자 소자입니다.
핵심 개념
컨버터·인버터·초퍼
컨버터(정류기)는 교류를 직류로, 인버터는 직류를 교류로, 초퍼는 직류를 크기가 다른 직류로 바꾸는 장치입니다.
외우는 요령'인버터는 거꾸로(invert)'. 정류기의 반대 방향, 직류 → 교류입니다.
정류 방식별 출력 전압
교류 실효값 E를 정류했을 때 직류 평균 전압은 단상 반파 0.45E, 단상 전파 0.9E, 3상 반파 1.17E, 3상 전파 1.35E 입니다.
외우는 요령단상 전파는 반파의 2배(0.45 → 0.9), 3상 전파는 3상 반파보다 큽니다.
SCR(사이리스터)
게이트에 신호를 주면 켜지는 한쪽 방향(단방향) 3단자 소자입니다. 정류와 전력 제어에 쓰입니다.
외우는 요령'SCR은 한쪽 길, 단자는 셋(애노드·캐소드·게이트)'.
트라이액과 다이액
트라이액(TRIAC)은 양방향 3단자 소자이고, 다이액(DIAC)은 게이트가 없는 양방향 2단자 소자입니다.
외우는 요령'트라이(Tri) = 3단자, 다이(Di) = 2단자'. 이름 앞 글자가 단자 수입니다.
자주 나오는 포인트
- 인버터와 컨버터의 변환 방향을 바꾼 선지가 가장 흔합니다.
- 정류 방식과 출력 전압 배수(0.45, 0.9, 1.17, 1.35)를 짝짓는 문제가 나옵니다.
- SCR·트라이액·다이액의 방향(단방향·양방향)과 단자 수를 묻습니다.
헷갈리는 것 비교: 전력용 반도체 소자
| 소자 | 방향 | 단자 수 |
|---|---|---|
| SCR | 단방향 | 3단자 |
| 트라이액(TRIAC) | 양방향 | 3단자 |
| 다이액(DIAC) | 양방향 | 2단자 |
대표 문제 2개
검수를 마친 예상문제 가운데 이 단원의 대표 문제입니다.
문제 1. 직류를 교류로 바꾸는 장치는?
- ① 정류기(컨버터)
- ② 인버터
- ③ 초퍼
- ④ 사이클로 컨버터
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ② 인버터
핵심: 인버터: 직류 → 교류, 컨버터(정류기): 교류 → 직류
전기의 종류를 바꿔 주는 장치는 네 가지로 정리해 외웁니다.
- 인버터: 직류 → 교류
- 컨버터(정류기): 교류 → 직류
- 초퍼: 직류 → 직류 (전압 크기만 바꿈)
- 사이클로 컨버터: 교류 → 교류 (주파수를 바꿈)
에어컨이나 전동기 속도 조절에 쓰는 '인버터'가 바로 이 장치입니다.
틀린 선지
- ① 정류기는 반대로 교류를 직류로 바꿉니다.
- ③ 초퍼는 직류의 전압 크기를 바꿉니다.
- ④ 사이클로 컨버터는 교류의 주파수를 바꿉니다.
문제 2. 실효값 100V인 단상 교류를 단상 전파 정류했을 때 직류 전압의 평균값은 약 몇 V인가? (단, 정류기의 전압 강하는 무시한다.)
- ① 135V
- ② 117V
- ③ 90V
- ④ 45V
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ③ 90V
핵심: 단상 전파 정류 0.9E, 단상 반파 정류 0.45E
정류는 교류를 직류로 바꾸는 것입니다. 정류 방식에 따라 나오는 직류 전압이 정해져 있어 숫자를 외워야 합니다. (E는 교류 실효값)
- 단상 반파: 0.45 × E
- 단상 전파: 0.9 × E
- 3상 반파: 1.17 × E
- 3상 전파: 1.35 × E
- 단상 전파 공식: 0.9 × E
- 숫자 대입: 0.9 × 100
- 답: 90V
틀린 선지
- ① 135V: 3상 전파 정류의 값입니다.
- ② 117V: 3상 반파 정류의 값입니다.
- ④ 45V: 단상 반파 정류의 값입니다. 전파는 반파의 2배입니다.