平滑コンデンサの決め方

質問

AC40Vを整流した後、抵抗を噛ませてLEDを10個点灯させたいと思っています。

通常は、整流した後にコンデンサで平滑すると思うのですが、このコンデンサの容量はどの様にして決めたら良いのでしょうか？
容量を算出する計算式などがあるのでしょうか？

ご存知の方が居ましたら、お願い致します。

回答No.3

soramist · ベストアンサー

情報不足です。
　1.AC 40Vの素性がわかりません。
　　多分トランス出力であろうとは思うのですが、1W級のトランスから得られたものか、
　　10W級のトランスから得られたものか・・・これによって大きく変わります。
　2.半波整流なのか両波整流なのか、またセンタータップ方式か、ブリッジ方式か・・・
　　これによっても変わります。

・・・というようなイジワルはやめて、データ提示のないところは、こちら側で推測してスッキリした答えを差し上げたいと思います。(-_-;)

AC 40V(rms)を両波整流して得られる電圧の尖頭値Ep(V)は、理論上
　Ep=40x√2=56.6V
となり、これは、「”十分に大きい”容量の平滑コンデンサを入れる」ことで実現できます。

また、平滑コンデンサを全く入れないときの出力電圧（平均値）Em(V)は、
　m=Epx2/π=36.0V
となります。
36Vでは、白色LED10個を直列点灯するに必要な最低電圧が確保できませんね。
（整流ダイオードの電圧降下を考えるともっと厳しくなります）

従って、この中間のどこらあたりで妥協するかということになります。
（コンデンサの価格、配置・形状（大きさ）を勘案）

下記URLは整流出力の概念図です。参考にしてください。　
（「第６図半波整流回路の電流電圧波形」、「第７図両波整流回路の電流電圧波形」参照）
http://www12.ocn.ne.jp/~seppotl/zht03/acdc.html

具体的な計算を行ってみましょう。
面白いソフトがありました。（フリーウエアです）
http://www.vector.co.jp/soft/win95/edu/se329107.html

f=50Hz, E=40V(rms), 負荷電流25mA として、
C=100μF, 47μF, 22μF　の３ケースを計算してみました。
　　　　　　　　 　100μF,　　47μF,　　22μF
　V high(V)　　　　57.5　　　57.8　　 57.9
　V low(V)　　 　　55.1　　　52.9　　　48.3
　リプル(V)　　　 　2.4　　　 　4.9　　 　9.6
　平均電圧(V)　　56.5　　　55.6　　　53.6

あなたはこの中でどれを選びますか？
ヒント：アンプ等であればリプルは数V以下にする必要がありますが、LEDの場合は20%程度のリプルがあっても全く問題になりません。

直列抵抗の計算は「(平均電圧とLED電圧の差)/LED電流」で行います。

なお、このソフトは両波しかできませんが、半波の場合は大雑把にいって、この２～３倍の容量が必要と思います。

参考URL：

http://www.vector.co.jp/soft/win95/edu/se329107.html

回答No.2

NAZ0001

平滑しないとダイオードは点滅することになりますが。家庭用電源100Vをブリッジダイオードで整流したのなら、50/60x2Hzですので、目には点滅は見えません。そのままでも大丈夫かと。

あと。平滑コンデンサーの容量を決める計算式はありません。でかいほど良いという程度だし、完璧に平滑するには無限大のコンデンサーが必要になります。完全平滑する場合には、レギュレーターを使った定電圧回路を使います。

回答No.1

bungosuidou

LEDの点灯のみに使用する場合は通常コンデンサは不要です
このときのＤＣ電圧はＡＣ電圧の９０％と考えておけばよろしい
ＬＥＤの点灯のほかに平滑した直流が必要ならコンデンサを入れますが、まずは平滑した直流の要否を追記願います