소자 (#7–11)

다이오드 응용 회로 설계

정류·평활제너 정전압TVS 보호wiki/embedded-diode-circuits

한 줄 요약

다이오드 응용 회로 5종 — 삼상 전파 정류(6다이오드 브리지 + 평활 커패시터)로 AC를 DC로, 스위칭/쇼트키 선정, 제너로 일정 전압을 만드는 정전압 회로(RS로 IZ 제한), 피크를 깎는 제너 클램핑(단/양방향), 그리고 ESD·서지를 GND로 흘려보내는 TVS 보호. 정류·스위칭은 순방향 도통을, 제너·TVS는 역방향 항복을 제어된 형태로 씁니다.

삼상 전파 정류 + 평활

삼상 교류(R·S·T)를 6개 다이오드 브리지로 정류해 DC로 만듭니다. 다이오드만 거치면 맥동(ripple)이 커, 출력단 커패시터로 평활해야 매끈한 DC가 됩니다.
이 정류는 MOSFET 6개로 짜는 3상 인버터(DC→AC)의 반대 동작이고, 평활 커패시터는 킥보드 입력단 940µF 전해와 같은 결입니다.

삼상 교류R·S·T

▷6-다이오드 브리지전파 정류

맥동 DC

🔋평활 커패시터매끈한 DC

AC → 6다이오드 → 평활 → 매끈한 DC

제너 정전압 — RS로 전류를 묶어 일정 전압

제너를 역방향으로 걸면 제너 전압 Vz에서 클램핑돼 양단 전압이 일정하게 유지됩니다. 단 Vz를 유지하려면 IZmin~IZmax 사이의 전류가 흘러야 합니다.
입력단 RS로 그 범위에 들도록 설계합니다. IZmax를 넘으면 제너가 소손되므로 RS의 전류 제한이 필수입니다.

R_{S} = \frac{V _{in} - V _{Z}}{I _{Z} + I _{L}}

$V_{Z}$: 제너(클램핑) 전압
$I_{Z}$: 제너 전류 (min~max)
$I_{L}$: 부하 전류

IZmin < IZ < IZmax 안에 들도록 RS 설계

제너 클램핑 — 피크를 깎는다

단방향(제너 1개)은 +측 피크를 Vz로 클램핑하고, −측은 일반 다이오드처럼 순방향 턴온돼 −0.7V로 제한합니다.
양방향(제너 2개 역직렬)은 양·음 모두 ±(Vz+0.7V)로 제한 — 한쪽은 항복(Vz), 직렬인 다른 쪽은 순방향(0.7V)으로 동시에 동작하기 때문입니다.

반주기	단방향 (제너 1개)	양방향 (2개 역직렬)
양(+)	Vz로 클램핑	+(Vz+0.7V)
음(−)	−0.7V (순방향 턴온)	−(Vz+0.7V)

단방향 vs 양방향 클램핑 출력

TVS 보호 — 평소엔 놀다가 서지를 GND로

TVS를 보호 대상(MCU) 입력과 GND 사이에 병렬로 답니다. 정상 전압엔 고임피던스라 무동작, ESD·서지 같은 과전압이 오면 매우 빠르게 도통해 큰 전류를 GND로 우회시켜 MCU를 보호합니다.
양·음 양쪽 서지를 막으려면 TVS를 양방향으로 구성합니다. 커넥터처럼 외부에 노출되는 입력에 기본 장착합니다.

🔌커넥터 입력

✅정상 → MCUTVS 고임피던스

⚡서지 → TVS → GND큰 전류 흡수

정상은 통과, 서지는 흡수해 GND로

주의점 · 함정

삼상 전파 정류(다이오드 6개) ↔ 3상 인버터(MOSFET 6개)는 AC↔DC 거울 관계 — 곧 배울 MOSFET 브리지와 묶어 보면 인버터 보드 전체가 그려집니다. 제너 RS의 정확한 사이징·부하 변동 대응은 데이터시트로 보강할 자리. 전사 원본 STT 오인식(종류→정류, 평안→평활, 배너→제너, 트램핑→클램핑)은 상단 대조표 참고.