정류 리플 전압·평활 커패시터 계산기
트랜스 전압과 부하 전류에서 평활 커패시터의 리플 전압과 실제 DC 전압을 구합니다. 전파 정류가 반파의 절반 리플이 되는 이유를 함께 보여 주고, 좁은 도통 구간에 몰려 부하 전류의 열 배쯤 흐르는 충전 전류까지 계산합니다.
언제나 다이오드 두 개가 직렬로 물립니다. 중간탭이 필요 없어 트랜스가 단순합니다.
실효값입니다. 피크는 여기에 √2를 곱한 값입니다.
한국·미국은 60Hz, 유럽·일본 동부는 50Hz입니다.
일반 실리콘 다이오드 0.7V, 쇼트키 0.3~0.4V쯤입니다.
리플 전압 (peak-to-peak)
3.788V
DC 전압이 13.68V이고 골짜기가 11.78V까지 내려갑니다. 리플 주파수는 120Hz, 리플률은 8%로 추정됩니다.
세지 않고 넘어가기 쉬운 것 — 충전 전류
커패시터는 입력이 자기 전압보다 높은 동안에만 충전됩니다. 리플이 작을수록 그 구간이 좁아지고, 좁은 구간에 한 주기치 전하를 다 밀어 넣어야 하니 전류가 몰립니다. 트랜스포머 정격과 다이오드의 반복 첨두전류를 정하는 것이 이 값이지 부하 전류가 아닙니다. 실제 순시 피크는 위 평균보다 더 큽니다. 전해 커패시터의 수명은 리플 전류로 정해지므로 그 정격도 함께 봐야 합니다.
목표 리플에 맞추려면
C = I/(f·V리플)입니다. 목표 리플을 반으로 줄이면 용량이 두 배가 되고, 그만큼 충전 전류도 커집니다 — 리플을 줄이는 것과 첨두전류를 줄이는 것은 서로 반대 방향입니다.
커패시터를 바꿔 가며
| 용량 | 리플 (p-p) | 리플률 | DC 전압 |
|---|---|---|---|
| 470µF | 17.73V | 76.33% | 6.71V |
| 1,000µF | 8.333V | 21.09% | 11.4V |
| 2,200µF | 3.788V | 8% | 13.68V |
| 4,700µF | 1.773V | 3.49% | 14.68V |
| 10,000µF | 0.833V | 1.59% | 15.15V |
| 22,000µF | 0.379V | 0.71% | 15.38V |
계산 방법
- 1정류 방식(브리지·중간탭·반파)을 고릅니다.
- 2트랜스 2차 전압을 실효값으로, 전원 주파수와 다이오드 강하를 넣습니다.
- 3부하 전류와 평활 커패시터 용량을 넣습니다.
- 4리플 전압과 실제 DC 전압, 골짜기 전압을 확인합니다.
- 5충전 전류가 부하 전류의 몇 배인지 보고 트랜스와 다이오드 정격을 그 값으로 잡습니다.
자주 묻는 질문
V리플 = I/(f·C)입니다. 커패시터가 부하 전류 I로 한 리플 주기 동안 방전한다고 본 값이며, f는 리플 주파수, C는 용량입니다. 1A 부하에 2200µF, 120Hz면 약 3.8V가 나옵니다.
리플 주파수가 전원의 두 배라 같은 커패시터로 리플이 절반이 되기 때문입니다. 60Hz 전원에서 전파는 120Hz, 반파는 60Hz입니다. 다이오드를 두 개 더 쓰는 값이 여기 있습니다.
피크에서 다이오드 강하를 빼고 리플의 절반을 더 뺀 값입니다. 12V 트랜스의 피크는 17V인데 브리지(다이오드 2개 직렬)를 거치면 15.6V가 되고, 리플이 3.8V면 평균 13.7V, 골짜기는 11.8V까지 내려갑니다.
커패시터는 입력이 자기 전압보다 높은 좁은 구간에만 충전되기 때문입니다. 그 좁은 구간에 한 주기치 전하를 다 밀어 넣어야 하므로 전류가 몰립니다. 리플이 피크의 5%면 도통각이 0.32rad라 부하 전류의 열 배가 흐릅니다.
부하 전류가 아니라 충전 전류로 잡아야 합니다. 부하 전류로 잡으면 트랜스가 뜨거워지거나 다이오드가 타 버립니다. 다이오드는 반복 첨두전류(IFRM) 규격을, 전해 커패시터는 리플 전류 정격을 함께 봐야 합니다.
아닙니다. 리플은 줄지만 도통 구간이 더 좁아져 첨두전류가 커집니다. 두 요구가 서로 반대 방향이라 무작정 키우는 것이 답이 아니며, 정말 낮은 리플이 필요하면 레귤레이터를 뒤에 다는 편이 낫습니다. 커패시터를 키울수록 켤 때의 돌입전류도 커집니다.
안전측 어림입니다. 커패시터가 한 주기 내내 정전류로 방전한다고 보았는데 실제로는 충전 구간이 있어 방전 시간이 조금 짧습니다. 그래서 실제 리플은 이보다 조금 작게 나오며, 리플률이 10%를 넘으면 오차가 커집니다.
전송되지 않습니다. 계산은 모두 브라우저 안에서 이루어지고 넣은 값은 이 기기에만 남습니다.
알아두면 좋은 점
- V리플 = I/(f·C)는 방전이 한 주기 내내 이어진다고 본 안전측 어림입니다. 실제 리플은 조금 작습니다.
- 부하가 정전류라고 봅니다. 저항성 부하면 전압이 내려갈 때 전류도 줄어 리플이 조금 더 작아집니다.
- 트랜스포머의 권선 저항과 누설 인덕턴스를 무시했습니다. 실제로는 그것 때문에 피크가 계산보다 낮게 나옵니다.
- 돌입전류는 다루지 않습니다. 전원을 켤 때는 빈 커패시터가 단락처럼 보여 훨씬 큰 전류가 순간적으로 흐릅니다.
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마지막 검증: 2026년 9월 2일 · 결과는 참고용 추정치입니다.