수정 정류기 · Rectifire
도금에서의 전기
도금에서의 전기는 필수 조건으로 양질의 직류를 원한다. 우리가 일반적으로 사용하는 교류 (AC) 전기 (주기적으로 전압이 (+), (-) 로 바뀐다) 는 도금에 직접 사용할 수 없다. 이 교류를 직류로 만들어 사용하며, 여기에 많은 기술적인 요소가 사용된다.
초기의 도금은 대용량 전자소자가 개발되지 않아 전동기를 발전기로 이용하여 직류 (DC) 를 만드는 방법 (전동 직류발전기) 을 도금에 사용하였으나, 1950년대 이후 대용량 실리콘 정류소자의 개발과 더불어 교류를 직접 직류로 변환하는 방법을 지금까지 사용하고 있다.
전기분해, 전기도금 등의 화학공업용 전원, 전기철도용 전원 등에 사용하는 대량의 직류전력은 일반적으로 정류기에 의해서 공급하고 있다. 정류기는 규소(Si)ㆍ셀레늄(Se) 등의 반도체 소자가 사용된다.
실리콘 반도체를 사용해서 만든 다이오드 중 전력용으로 쓰기 위하여 설계한 것. 역사적으로는 셀렌 정류기가 많이 사용되었으나, 실리콘 정류기가 역방향 내압(耐壓)이 높고, 접합온도 150 ℃ 까지 안정하게 동작하며 또한 가격이 저렴하다는 특징 때문에 거의 실리콘 정류기로 바뀌었다. 정류소자를 조합한 정류회로ㆍ변압기ㆍ냉각장치 및 각종 보호 장치로 구성되어 있다.
구조가 간단하여 소형으로 만들 수 있으며 취급이 용이하다. 수명이 긴 장점이 있으나 열용량이 작아 과부하에 약하다. 실리콘정류기에는 정격전류 (定格電流) 0.5∼5000 A 정격전압 50∼5000 V 인 것이 있으며, 그 용도는 표면처리용 정류기는 물론이고 가전 직류전원ㆍ철도용ㆍ전화국 통신용 직류전원 장치에 이르기까지 대부분의 직류전원으로 폭 넓게 사용한다.
전류를 제어하는 기능을 가진 반도체 류소자인 사이리스터를 사용한 것으로, 실리콘 반도체를 전력용 삼단자 스위칭소자로 제어전극에 따라 오프 (Off/Min.) 상태~온 (On/Max.) 상태로 바꾸는 것이 가능 하다.
실리콘 제어정류기 또는 SCR (silicon controlled rectifier) 라고도 한다. 사이리스터라는 말은 처음에 미국의 제너럴 일렉트릭사의 상품명이었는데 이후 국제전기표준회의 (IEC) 에서 그 사용이 인정되었다. 게이트 (gate) 회로의 제어 전류의 위상을 조정함으로써 직류측의 전압, 전류를 제어할 수 있어, 직류 정전압 전원 공급원으로 널리 사용된다.
다수의 정류소자를 조합해서 사용하기 때문에 장치 점유 면적이 커지지만, 과부하 내량이 크고 서지 (Surge) 전압에 강한 특징이 있다. 축전지 충전용으로 사용된다.
고주파 제어소자인 IGBT 소자를 사용한 DCㆍDC Convertor 방식의 정류기로 변압기의 소형 경량화와 한 방식이다. 주 회로는 정류기ㆍ고주파 인버터ㆍ고주파 변압기ㆍ출력부ㆍ필터 등으로 구성되며, 가변 범위와 관계없이 낮은 리플의 직류를 공급하여 소비전력을 크게 감소할수있다.
Switching Mode Power Supply 의 약자로서, 스위칭 동작에 의한 전원공급 장치로, 수십~수백 kHz 의 스위칭 주파수로 변환으로 인해 부품의 소형ㆍ경량화가 가능하다. 또한, 스위칭 동작으로 인해 불필요한 손실을 최소화 하여 고효율 및 넓은 입력 범위의 대응이 가능하다. 이러한 장점 (소형ㆍ경량화, 고효율, 넓은 입력범위) 으로 인해 대부분의 전자기기ㆍ장비 등에 널리 사용되지만, 고주파 스위칭에 의한 출력 리플노이즈와 전자파를 발생하는 단점도 있다