整流回路について困っています...

質問

整流回路について以下のことを教えてほしいのですが...
なぜ入力電圧よりも出力電圧のほうが小さいのですか？
平滑化とはどのような効果があるのですか？
倍電圧とはどのような効果があるのですか？
半波整流回路と全波整流回路はどのような違いがあるのですか？
たくさん聞いてすいませんが、分かる方がいれば教えてください。お願いします。

回答No.2

phobos · ベストアンサー

「整流回路 原理」で検索すればトップに出てくる「岬通商」のサイトより「ＡＣアダプターとは」
http://www.misakicorp.co.jp/acstd.htm
が参考になるでしょう。

・平滑回路の意味
・半波／全波整流と各々の回路の違い
・入力交流電圧（ピーク値）よりも出力直流電圧（平均値）が低い理由
については、一目瞭然で解ると思います。

参考URL：

http://www.misakicorp.co.jp/acstd.htm

回答No.4

noname#74145

質問の意味を勘違いしていたら指摘してください。

＞なぜ入力電圧よりも出力電圧のほうが小さいのですか？
答えは一言、その電圧が希望だからです。
ACアダプターの事として説明すると入力はAC100ボルトですがトランスやインバータで電圧を下げてから整流→平滑→安定化する訳です。
入力はAC100ボルト、出力はDC12ボルトという風にですね。

＞平滑化とはどのような効果があるのですか？
整流のままだとおよそ直流とは縁遠い波形ですからコンデンサの充放電機能を使って出来るだけ平坦化する訳です。

＞倍電圧とはどのような効果があるのですか？
これは文字通り電圧を倍にする機能で、原理的にはコンデンサに充電してそれが放電する前に電気的に積み上げる事によって達成されます。
目的は高い電圧が必要だからです。

＞半波整流回路と全波整流回路はどのような違いがあるのですか？
半波整流回路とは交流の半サイクル例えばプラス側だけを利用する方式、ダイオード一個で達成できますが完全な直流にするのは難しくほとんど採用されていません。中途半端整流とお考えください。
対して全波整流は交流のプラス側とマイナス側の両方を使う為に効率の良いリップルの少ない電源回路が作れます。

回答No.3

candle2007

(1)なぜ入力電圧よりも出力電圧のほうが小さいのですか？
(2)平滑化とはどのような効果があるのですか？
(3)倍電圧とはどのような効果があるのですか？
(4)半波整流回路と全波整流回路はどのような違いがあるのですか？

(1)は後回しにして、(2),(3),(4)を先にご説明します。
下記の資料を見てください。
http://www.d.dendai.ac.jp/lab_site/dlab/2-3d-2/dengen.pdf
図４－１は電源回路のおおまかな波形の説明です。
ダイオードの入力（=トランス出力）は「サイン波形」、ダイオードの出力はこれが半分ちょん切られた波形、コンデンサ出力はだいぶ直流に近づいている、というおおざっぱな感じをつかんで下さい。

http://www12.ocn.ne.jp/~seppotl/zht03/acdc.html
A(2) 第１図が半波整流回路で、第６図はこれの出力波形です。
もしコンデンサがないとき、ダイオード出口の電圧は、この青線の波形を示します。
しかし、実際にはコンデンサがつながっているので、入力電圧が”ある程度大きくなる”と、コンデンサに充電電流が流れ始め電気が蓄えられます。（赤線が充電電流です）
そうすると、次に入力電圧が下がってきたときには、”コンデンサから電流が流れ出し”負荷に供給されるので、（入力電圧が下がっても）出力電圧はあまり下がりません。
これが緑色の線（実際の出力電圧）です。

このように、半波整流しただけでは、途切れ途切れになっている電圧を直線に近い波形に変えるのが平滑回路の役目です。
この緑色の線の凹凸部分の高さを「リプル電圧」といいます。
リプルが小さい方が”良い平滑回路”ですが、そうするためには大きなコンデンサがいるので、費用と性能とのバランスでリプルおよびコンデンサ容量を決めます。

ここで”入力電圧がある程度大きくなると”というのは、図で青線と緑線が交差する位置（リプルの谷）です。また、”コンデンサから電流が流れ出し”というポイントは、緑線が上昇して行き青線が下がってくるのと交差する位置です。この後はコンデンサは放電するばかりなので電圧は下がっていきます。これがリプルの原因です。

第７図は両波整流（全波整流）の波形です。
半波と違ってマイナス側の電圧もプラスに変換されるので、（同じコンデンサ容量でも）リプルは小さくなります。
これが両波整流の特長です。

両波整流には、第２図のセンタータップ型と第３図のブリッジ型があります。
センタータップ型は半サイクルごとに片側巻線が休みますが、ブリッジ整流は休みがありません。
これを「トランス使用効率が良い」といいます。
しかし、ダイオードが２個直列に入るので、その分電圧降下が大きくなります。（センタータップ型は１個）

第４図は半波倍電圧整流回路です。
電源電圧をEとすると２Ｅの出力電圧が得られます。
（実際には2Eより少し小さい）
負の半サイクルと正の半サイクルを合わせて１サイクルの出力を取り出すのでこの名前があります。

第５図は両波倍電圧整流回路です。
その他２倍、３倍・・・いろんな倍電圧回路があります。
http://www.mizunaga.jp/rectify.html#1

>(1)なぜ入力電圧よりも出力電圧のほうが小さいのですか？

これは質問の意味がわかりません。
入力電圧は交流です。
出力電圧は直流です。
比較のしようがないのではないですか？

ただ言えるのは、間にダイオードが入っていることです。
ダイオードは約0.7Vの電圧降下をします。
センタタップ型で0.7V,ブリッジ型では1.4V低くなります。

参考URL：

http://www12.ocn.ne.jp/~seppotl/zht03/acdc.html

回答No.1

oo14

入力電圧よりも出力電圧のほうが小さいのですか？
→電気が流れると必ず邪魔しようという抵抗勢力が現れるからです。

平滑化とはどのような効果があるのですか？
→電気を送るときは交流なら簡単に遠くまで送ることができますが、使う時は直流が使いやすいです。
交流のままで使う機器は多くはありません。直流は一秒間に50回も60回もパンチをされるともらうほうはいやになってきます。制御もくそもありません。電源で、くれなかったら自分で作ってから使います。

倍電圧とはどのような効果があるのですか？
→トランスなしでも簡単に電圧が2倍ぐらいにはできるってことぐらいの効果でしょう。直流にしてしまうと電圧を上げるのは簡単ではありません。インバータみたいな発進回路で交流を作ってまた直流にするようなことをしなければなりません。

半波整流回路と全波整流回路はどのような違いがあるのですか？
→簡単にいえば整流器の数が2個か4個で必要部品個数が２倍違います。