전제어 사이리스터(싸이리스터, SCR) 브리지(브릿지) 정류기(정류회로)(Full-controlled Thyristor Bridge)

풀-컨트롤드 사이리스터 브리지(Full-controlled Thyristor Bridge) 회로는 AC 전원을 DC 전원으로 변환하는 정류 회로로, 다이오드 대신 사이리스터를 사용하여 출력 전압을 제어할 수 있다는 장점이 있습니다. 사이리스터의 점호 각도(firing angle)를 조절함으로써 출력 DC 전압의 크기를 가변할 수 있으며, 이는 모터 제어, 배터리 충전기 등 다양한 전력전자 응용 분야에서 활용됩니다. 

 

 

실무에서 다음과 같은 상황에서 자주 사용됩니다.

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📌 1. 직류(DC) 전원 만들기

• 용도 : AC를 제어된 DC로 변환
• 예시 :
  • 전동기(DC 모터) 속도 제어 전원
  • 전기 도금, 전해가공(전류 제어 필요)
  • 대형 배터리 충전기 (제어형 충전)
• 장점 : 사이리스터의 점호각(α)을 바꿔서 DC 전압 크기를 조절 가능

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📌 2. 히터(저항 부하) 전력 제어

• 용도 : 전기히터의 출력(발열량) 조절
• 예시 :
  • 산업용 건조로
  • 반도체 제조 장비의 히터
  • 대형 공조기의 전열 히터
• 장점 : 전압을 제어해 발열량을 정밀 조절

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📌 3. 시험 장비 전원

• 용도 : 다양한 전압/전류 조건에서 부품이나 장비 시험
• 예시 :
  • 전기부품 수명시험
  • 모터 부하 시험
• 장점 : 동일한 장비로 여러 조건에서 테스트 가능

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🔍 실무 특징

• 이 회로는 **순수 저항 부하(R)**뿐 아니라 **유도성 부하(L)**나 복합부하에서도 쓰이지만,
  제어와 파형 해석이 R 부하가 가장 단순해서 기본 교육과 계산 예제로 많이 나옵니다.
• **점호각 제어(α)**로 0V부터 최대까지 연속적으로 조절 가능하다는 게 큰 장점입니다.
• 현재는 사이리스터 제어 대신 IGBT 기반 인버터가 많이 쓰이지만,
  고전류·저속 제어 분야나 단순 저항 부하 제어에서는 여전히 사이리스터 브리지가 많이 사용됩니다.

 

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"사이리스터 회로로 전압을 어떻게 제어하는지"
어린아이에게 이야기하듯, 정말 쉽게 풀어서 설명해드릴게요.

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1️⃣ 먼저, 전압이란 게 뭐냐면

• 전기는 파도처럼 왔다 갔다 해요.
• 60Hz 전기는 1초에 파도 60번 올라갔다 내려갔다 합니다.
• 이 파도의 높이가 전압이에요.

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2️⃣ 사이리스터는 ‘전기 문’이에요

• 사이리스터는 전기 파도의 아무 때나 열 수 있는 문입니다.
• 그냥 다이오드는 전기 파도가 시작하면 바로 문을 열지만,
  사이리스터는 **“지금 열어!”**라는 신호(게이트 전류)가 와야 열립니다.

 

• 문을 여는 타이밍을 **점호각(α)**이라고 불러요.

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3️⃣ 문을 늦게 열면?

• 전기 파도(사인파)가 시작되고 나서 중간쯤에 문을 열면,
  처음 부분은 전기가 부하에 안 들어가요.
• 그럼 부하가 받는 전압 평균이 작아집니다.
• 빨리 열면 → 전압 크다, 늦게 열면 → 전압 작다.

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4️⃣ 파형으로 보면

• α = 0° → 전파 전체가 들어가서 최대 전압
• α = 90° → 파형 절반만 들어가서 전압 절반
• α = 150° → 아주 조금만 들어가서 전압 거의 없음

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5️⃣ 그래서 실무에서 이렇게 씁니다

• 히터 : 겨울에 방을 아주 덥히고 싶으면 α를 작게(빨리 켜기) → 전압 크다 → 많이 데움
• 모터 속도 제어 : α를 크게 해서 전압 낮추면 → 모터 천천히 돌아감
• 충전기 : 배터리 전압에 맞춰 α 조절 → 전류 크기 조절

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💡 한 줄로 요약

사이리스터 제어는 전기 파도의 "중간부터" 문을 열어주는 방식이에요.
문을 늦게 열수록 부하가 받는 전기가 줄어들어서 전압이 조절됩니다.