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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.

Vrms

실효값입니다. 피크는 여기에 √2를 곱한 값입니다.

Hz

한국·미국은 60Hz, 유럽·일본 동부는 50Hz입니다.

V

일반 실리콘 다이오드 0.7V, 쇼트키 0.3~0.4V쯤입니다.

A
µF

리플 전압 (peak-to-peak)

3.788V

DC 전압이 13.68V이고 골짜기가 11.78V까지 내려갑니다. 리플 주파수는 120Hz, 리플률은 8%로 추정됩니다.

피크 전압 (√2×Vrms − 다이오드 강하)15.571V
다이오드 강하 합1.4V (2개 직렬)
리플 주파수120Hz (전원의 2배)
리플 V = I/(f·C)3.7879V
골짜기 전압11.783V
평균 DC 전압13.677V
리플 실효값 (삼각파 근사)1.0935V
리플률7.995%

세지 않고 넘어가기 쉬운 것 — 충전 전류

도통각 (피크에서 잰 값)0.7125rad = 40.82°
한 리플 주기에서 도통이 차지하는 비율22.68%
도통 구간 평균 전류4.409A
부하 전류의 몇 배4.41배
커패시터 리플 전류 (실효값 어림)1.846A

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

V
필요한 커패시터8,333µF 이상
그때의 리플률1.915%

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

용량리플 (p-p)리플률DC 전압
470µF17.73V76.33%6.71V
1,000µF8.333V21.09%11.4V
2,200µF3.788V8%13.68V
4,700µF1.773V3.49%14.68V
10,000µF0.833V1.59%15.15V
22,000µF0.379V0.71%15.38V
전파 정류면 같은 커패시터로 리플이 절반입니다. 리플 V = I/(f·C)인데 전파 정류는 한 주기에 산이 두 번 생겨 f가 전원의 두 배(60Hz → 120Hz)가 되기 때문입니다. 다이오드 두 개를 더 쓰는 값이 여기 있습니다. 반파는 f 그대로라 같은 리플을 맞추려면 커패시터가 두 배 필요합니다.
충전 전류가 부하 전류의 열 배쯤 흐릅니다. 커패시터는 입력이 자기 전압보다 높은 좁은 구간에만 충전되는데, 그 구간에 한 주기치 전하를 다 밀어 넣어야 합니다. 리플이 피크의 5%면 도통각이 0.32rad라 부하 전류의 열 배가 흐릅니다. 트랜스포머의 전류 정격과 다이오드의 반복 첨두전류는 이 값으로 잡아야 하며, 부하 전류로 잡으면 트랜스가 뜨거워지거나 다이오드가 타 버립니다.
리플을 줄이면 첨두전류가 커집니다. 커패시터를 키우면 리플은 줄지만 도통 구간이 더 좁아져 그 안에 몰리는 전류가 커집니다. 두 요구가 서로 반대 방향이므로 무작정 키우는 것이 답이 아니고, 정말 낮은 리플이 필요하면 레귤레이터를 뒤에 다는 편이 낫습니다.
다이오드 강하를 빼야 실제 전압입니다. 브리지는 언제나 두 개가 직렬로 물리므로 1.4V쯤 빠지고, 중간탭·반파는 하나입니다. 12V 트랜스의 피크가 17V인데 브리지를 거치면 15.6V로 시작합니다. 저전압에서는 이 몫이 커서 쇼트키 다이오드(0.3V)를 쓰기도 합니다.
V리플 = I/(f·C)는 안전측 어림입니다. 커패시터가 한 주기 내내 정전류로 방전한다고 보았는데 실제로는 충전 구간이 있어 방전 시간이 조금 짧습니다. 그래서 실제 리플은 이보다 조금 작게 나옵니다. 리플률이 10%를 넘어가면 이 어림의 오차도 커지므로, 그 영역에서는 실측이나 시뮬레이션으로 확인하세요.
돌입전류는 또 다른 이야기입니다. 여기서 계산한 것은 정상 상태의 충전 전류입니다. 전원을 처음 켤 때는 빈 커패시터가 단락처럼 보여 훨씬 큰 전류가 순간적으로 흐르며, 그것을 막으려면 NTC 서미스터나 소프트 스타트 회로가 필요합니다. 커패시터를 키울수록 돌입전류도 커집니다.

계산 방법

  1. 1정류 방식(브리지·중간탭·반파)을 고릅니다.
  2. 2트랜스 2차 전압을 실효값으로, 전원 주파수와 다이오드 강하를 넣습니다.
  3. 3부하 전류와 평활 커패시터 용량을 넣습니다.
  4. 4리플 전압과 실제 DC 전압, 골짜기 전압을 확인합니다.
  5. 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.