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なぜ、「倍」になるのでしょうか?
コンデンサに溜まるとかって聞いたんですが…?

教えて下さい。宜しくお願いします。

A 回答 (3件)

コンデンサは電気を溜めるものです。


1.5Vの電池があって、

1.電池とコンデンサを繋いでコンデンサに1.5Vを溜める。
2.そのコンデンサと電池を直列にすると3Vができる。

ちゃんと倍になっていますね。でもコンデンサに溜まっている電圧はすぐに減ってきてしまうので、1.と2.は高速に繰り返ししないと、3Vより電圧が低くなってしまいます。
(2.で直列にした瞬間は3Vだが、そのままにしておくとだんだん電圧が下がってしまう。)

この原理で、コンデンサをたくさん用意して、3倍でも4倍でも100倍でもできます。

倍電圧整流回路はよく使われています。
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No.1さんの参考URLの図を見てください。



正の半波では上のコンデンサに電気が溜まります。
負の半波では下のコンデンサに電機が溜まります。
どちらも上がプラスです。

従って出力には2つのコンデンサの合成電圧すなわち、電源電圧の2倍が出てきます。
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真空管の時代でもリップルが大きいので使わないと思います。


これをみればわかると思います。


http://www.mizunaga.jp/rectify.html
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固定バイアスという事から考えても倍圧整流するほど高電圧が居るのでしょうか?
まさかとは思いますがヒーター巻線から倍圧整流でバイアスという事じゃないですよね??
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チャージポンプの方が良いと思うなら、ダイオードとコンデンサーの向きを変えればマイナス電源になり、その方が良いと思いますが?
A電源のトランス巻線の両端に逆方向にダイオードを付けて整流すればマイナス電圧となりますのでそれを抵抗で分圧してバイアスを作った方が良いのではないでしょうか?ツェナーダイオードを使えば安定化電源になるのでバイアスとしては最適だと思います。

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QAC100Vを整流するときコンデンサーの容量はどのくらい必要でしょうか

AC100Vを整流するときコンデンサーの容量はどのくらい必要でしょうか?
又耐圧は最低何V必要でしょうか?

Aベストアンサー

AC100Vをブリッジ整流回路で整流した場合で考え方を説明します。
普段目安の設計手法で、リップルの許容量でコンデンサ容量は増減してください。
出力電流を100mA~1Aと仮定します。
(実際の負荷条件で再計算してください。)

AC100Vの整流出力は
出力電圧;DC141V よってコンデンサの耐圧は+0.2倍から+0.5倍の余裕を見ると、
DC169VからDC211V の耐圧で、DC175WV(WV:ワーキングボルト)~DC225WVが必要です。

コンデンサ容量は、Cは(Cr;容量との比率として)
負荷電流はIL:0.1A~1A であるので、 RLを求めると
ωCは50Hzと60HZの内50Hzとし、x2倍のfc=100Hzとなり、2πfc=628 1/2πfc=0.00159 x1/C
RL=E/IL から RL(0.1A)=1414Ω、 RL(1A)=141.4Ω ・・・負荷抵抗であるから

Cr=n*ωC*RL Cr= 40~60程度にします。(実験に因る経験的な数値の比率です。)
n=1 は半波整流、n=2 は全波整流 RLを1.4K とすると
負荷電流はIL:0.1A の場合
Cr=40の時 ωC=40*2*1/RL →C=0.064/1400Ω → C(μF)=64/1.4KΩ 約47μF
Cr=60の時 ωC=60*2*1/RL →C=0.096/1400Ω → C(μF)=96/1.4KΩ 約68μF
負荷電流はIL:1A の場合
Cr=40の時 ωC=40*2*1/RL →C=0.064/140Ω → C(μF)=64/0.14KΩ 約470μF
Cr=60の時 ωC=60*2*1/RL →C=0.096/140Ω → C(μF)=96/0.14KΩ 約680μF

C(μF)は負荷電流に因り、47μF~680μF/175WV~225WV 程度の幅を持ちます。
下記のサイトは参考になりますよ。
3. 平滑コンデンサの最適値
http://bbradio.hp.infoseek.co.jp/psupply03/psupply03.html
 

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出力電流を100mA~1Aと仮定します。
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Q直流の電圧を2倍にするもっとも簡単な回路は?

交流であれば、トランスなどを使って倍電圧を作ることが可能かと思うのですが、直流の電圧を2倍にするにはどうすればよいのでしょうか。また、そのためのもっとも簡単な回路はどんなものなのでしょうか?

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電源が複数有るのならばですが。
直流電源を積み上げる。すなわち、電源1の出力側を電源2のGNDにつなぐ。
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電源は一個?ならやはりDC-DCコンバータということになるでしょうね。「チャージポンプ」なんかもDC-DCコンバータの一種です。検索してみてください。

Qエミッタ接地増幅回路について教えてください><

教えていただきたいことは2つあります。
(1)エミッタ接地増幅回路はなぜ入出力波形の位相が反転するのでしょうか。
(2)エミッタ接地増幅回路はなぜ入力電圧が大きくなったとき出力波形が歪んでしまうのでしょうか。

1つでもわかる方がいらっしゃいましたらどうか回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

参考URLのトランジスター(エミッタ接地)増幅回路について
Ic-Vce特性と負荷線の図を見てください。
参考URL:
ttp://www.kairo-nyumon.com/analog_load.html

(1)
バイアス電圧を調整して図4の動作点(橙色の点)をVbe特性の中心に設定してやり、その動作点を中心に入力電圧Vbeを変化させてやるとVceとIcが負荷線上で変化して動きます。入力電圧Vbeが増加すると出力電圧Vceが減少し、入力電圧Vbeが減少すると出力電圧Vceが増加します。つまり出力電圧波形の位相は入力電圧の位相が逆になります。つまり、入出力波形の位相が反転することになります。

(2)
入力電圧Vbeが大きくなったとき出力波形が歪んでしまうのは、動作点が負荷線の線形動作範囲の上限に近づくとそれ以上Vceが頭打ちになって、出力電圧波形が飽和してしまいます。言い換えればコレクタ電圧Vceは接地電圧と直流電源電圧Vccの範囲でしか変化できません。その出力電圧波形は入力電圧Vbeが負荷線上の線形増幅範囲だけです。線形増幅範囲を超えるような大振幅の入力Vbeを入力すると出力電圧の波形が飽和して波形の上下が歪んだ(潰れた)波形になります。

お分かりになりましたでしょうか?

参考URL:http://www.kairo-nyumon.com/analog_load.html

参考URLのトランジスター(エミッタ接地)増幅回路について
Ic-Vce特性と負荷線の図を見てください。
参考URL:
ttp://www.kairo-nyumon.com/analog_load.html

(1)
バイアス電圧を調整して図4の動作点(橙色の点)をVbe特性の中心に設定してやり、その動作点を中心に入力電圧Vbeを変化させてやるとVceとIcが負荷線上で変化して動きます。入力電圧Vbeが増加すると出力電圧Vceが減少し、入力電圧Vbeが減少すると出力電圧Vceが増加します。つまり出力電圧波形の位相は入力電圧の位相が逆になります。つまり、入出力波...続きを読む

Qコッククロフト・ウォルトンの回路の原理がわからない

コッククロフト・ウォルトンの回路の原理が理解できません。
gundogさんのサイト
http://www15.plala.or.jp/gundog/homepage/densi/highvoltage/highvoltage.html
を見て、倍電圧整流回路と半波倍電圧整流回路 は説明を読むとなんとなく
理解できます。しかしコッククロフト・ウォルトンの回路の説明はあっさり
していて理解できません。要はコンデンサーを並列にならべて充電して、
直列にならべて放電するらしいんですが、回路を何回見ても+、-が
ごっちゃになって理解できません。
だれかわかりやすく説明していただけないでしょうか。

Aベストアンサー

もうちょいわかりやすく、ってなリクエストがあったようなので。
ご質問のURLにある図で、便宜上、上段のコンデンサに左からC2,C4,C6,..の番号を、下段のコンデンサにも同様に左からC1,C3,C5と番号をつけます。コンデンサの電圧は、右向きを+にとります、ダイオードも左からD1,D2,D3,D4,,と番号をつけます。
左の交流電源が±Eの電圧を出す(上向きを正とする)とし、とりあえず負荷電流は流れていない無負荷状態とします。
電源が、-Eのとき、D1を通じてC1が-E(ということは、左側が+)に充電されます。次の半サイクルで電源がEになったとき、C2にはD2を通じてC1の電圧と電源の電圧の和-2Eがかかり、-2Eに充電されます。次の半サイクルでは、C1とC3の直列回路にはD3を通じて、電源電圧E+C2の電圧2Eの和、3Eがかかり、C1とC3の直列回路は-3Eに充電され(C1が-Eに充電されているので、C3自体は-2Eに充電される)ます。で、次の半サイクルでは、C2とC4の直列回路に、電源+C1+C3の電圧4Eがかかって、この直列回路は-4Eに充電(C2が-2Eに充電されているので、C4はー2Eに充電され)という具合に、半サイクルごとにn-1段目の充電電圧と電源電圧が直列になって、n段目のコンデンサを充電する、という具合に充電が行われ、定常的にはC1が-E,C2以降は-2Eに充電され、最終段には-nEの電圧がかかるようになります。
実際には、n段目のコンデンサを充電するときには、n-1段目までのコンデンサが放電するので半サイクル毎に一段分ずつ2Eの充電が完了できるわけじゃなく(放電分しただけ低い電圧になる)各段は順次2Eに向けて電圧が上がってゆくのと、電圧が負荷電流をとっているので、負荷電流分の充電も行われますが、大雑把にはこんな感じです。

もうちょいわかりやすく、ってなリクエストがあったようなので。
ご質問のURLにある図で、便宜上、上段のコンデンサに左からC2,C4,C6,..の番号を、下段のコンデンサにも同様に左からC1,C3,C5と番号をつけます。コンデンサの電圧は、右向きを+にとります、ダイオードも左からD1,D2,D3,D4,,と番号をつけます。
左の交流電源が±Eの電圧を出す(上向きを正とする)とし、とりあえず負荷電流は流れていない無負荷状態とします。
電源が、-Eのとき、D1を通じてC1が-E(ということは、左側が+)に充電されます。次の半...続きを読む

Q平滑回路の特徴について

(1)平滑回路には、コンデンサインプット形とチョークコイルインプット形がありますが、
コンデンサインプット形は、高電圧が得られるが、電圧変動が大きい
チョークコイルインプット形は、電圧変動が小さいが、高電圧が得られない
とあるのですが、この理由と言うか、回路を見てもなぜそうなるのかがわかりません。両者の特徴についてその原理を教えていただけないでしょうか。

(2)また、平滑回路にさらに直流にするためろ波回路なるものをつけるとあるのですが、どういうものなのでしょうか。

(3)また、このチョークコイルとはどういったコイルなのでしょうか?構造など一般的にいう鉄心に巻きつけたようなコイルとは違うのでしょうか。

Aベストアンサー

1.コンデンサ入力型では直流電圧が(理想的には)整流器出力のピーク値(交流電圧のピーク値)になります。それに対してチョーク入力では(理想的には)平均値になります。(チョークコイルが電圧の脈動分を吸収するため)
結果、コンデンサインプットの方が電圧が高くなります。(単相全波整流で1.5倍くらい)
また、コンデンサ入力では、交流一周期のうち、ダイオードが導通している時間は短くて、大半の期間はコンデンサから負荷電流を供給しています。このため負荷電流が増えるとコンデンサ端子電圧の低下が大きくなって、リプル電圧が増えると同時に平気電圧が下がります。
これにたいしてチョーク入力では、ダイオードが連続して導通していて、電圧低下が抑えられます。(ただし、チョークコイルが有効に働いてダイオードを連続して導通させるためには、コイルに常に電流が流れるよう一定以上の負荷電流を流す必要があります。軽負荷から無負荷の部分では急速に電圧が変化します。)

2.電圧の脈動分を除去する回路です。通常は直流電圧を安定化する回路が同時にフィルタ(ろ波)の機能も持っています。(ちなみに、チョークコイルや平滑コンデンサもろ波回路(の一種あるいは一部)です。

3.直流電流を流せるように作られているコイルです。普通に鉄心にコイルを巻いただけだと、直流電流で鉄心が磁気飽和してコイルとして作用しなくなります。これを防ぐために直流用のコイルでは鉄心の途中にギャップをつけて磁束密度が上がり過ぎないようにしています。

1.コンデンサ入力型では直流電圧が(理想的には)整流器出力のピーク値(交流電圧のピーク値)になります。それに対してチョーク入力では(理想的には)平均値になります。(チョークコイルが電圧の脈動分を吸収するため)
結果、コンデンサインプットの方が電圧が高くなります。(単相全波整流で1.5倍くらい)
また、コンデンサ入力では、交流一周期のうち、ダイオードが導通している時間は短くて、大半の期間はコンデンサから負荷電流を供給しています。このため負荷電流が増えるとコンデンサ端子電圧の低下が...続きを読む

Q平滑コンデンサの決め方

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。

A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

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...続きを読む

Qリップルについて

出力電流を大きくするとリップル電圧が大きくなるのはどうしてですか?また,リップル率が大きいと何が不都合なのでしょうか?よろしくおねがいしますm(_ _)m

Aベストアンサー

1.>出力電流を大きくするとリップル電圧が大きくなるのはどうしてですか?

先ず半波整流回路で説明します。
http://www.picfun.com/partpwr.html
上から1/4くらい・・・[整流平滑回路]の(1)半波整流回路 のところを見てください。
(この回路図は不十分です。本当は、[Vout]と[0]の間に負荷がつながります。これを仮に[R1]とします)

もし、コンデンサ(C1)がないと、出力には「整流直後の波形」のような波形が現われます。(リプル率100%)
C1があると、入力電圧が下降のサイクルに入っても、”コンデンサから電流が供給される”ので、電圧はあまり下がらず、「平滑後の直流波形」中の赤線のようになります。
(この図は、ほぼリプル率50%です)

コンデンサの容量が十分大きいと、谷の部分がほとんどなくなります。(リプル0に近付く)
コンデンサの容量が小さいと、直ぐに放電仕切ってしまい、間に電圧0Vの箇所ができることがあります。

この図からおわかりのように、コンデンサC1の容量が同じ場合、負荷抵抗R1が小さいと、大電流が流れるので、放電が早くリプルは大きくなります。
リプルを同じにするためには、大きい容量のコンデンサが必要です。

両波整流の場合は、同じ容量のコンデンサでも、放電しきらないうちに次の整流出力が供給されるので、リプルは小さくなります。
(同じリプルにするには、容量は小さくてよい)

リプルについては、下記のQ/Aもご参照ください。
もう少し詳しく解説しています。
http://security.okwave.jp/kotaeru.php3?q=2129380

2.>リップル率が大きいと何が不都合なのでしょうか?

オーディオアンプではハム(ノイズ)の原因になります。
ただし、アンプ回路にはデカップリング回路があり、更にリプルを減少させる機能があるので、通常数V以下なら問題になりません。
(プリアンプであればもっと厳しい)

また、リプルがあるということは、電源電圧が低いのと同じであり、最大出力の確保ができなくなります。
(オーディオアンプでも無線送信機でも同じ)

一般に、アンプの出力と電源電圧の関係は、
  W=Vcc^2/8RL
の関係で表されます。ただし、
  W:最大出力
  Vcc:電源電圧
  RL:負荷抵抗

例えば、負荷抵抗8Ωで100Wの出力を出すためには、80Vの電源が必要です。

ここで、整流後の尖頭電圧100V,リプル率30%の電源は、谷間で70Vになってしまうので、100W出力は出せません。
コンデンサの容量を上げて、リプル率20%にしてやれば、谷間でも80Vあり、最大出力100Wが確保できます。

ANo.2の方が言っておられるレギュレータ問題も同じです。
例えば、マージン1.0Vが必要な、出力8Vの3端子レギュレータは、入力9.0Vを確保してやらなければなりません。

整流後の尖頭電圧10.0Vでリプル率20%では、谷間で8.0Vとなりレギュレータの役目をしません。
コンデンサの容量を上げて、リプル率10%以下にする必要があります。

参考URL:http://www.picfun.com/partpwr.html

1.>出力電流を大きくするとリップル電圧が大きくなるのはどうしてですか?

先ず半波整流回路で説明します。
http://www.picfun.com/partpwr.html
上から1/4くらい・・・[整流平滑回路]の(1)半波整流回路 のところを見てください。
(この回路図は不十分です。本当は、[Vout]と[0]の間に負荷がつながります。これを仮に[R1]とします)

もし、コンデンサ(C1)がないと、出力には「整流直後の波形」のような波形が現われます。(リプル率100%)
C1があると、入力電圧が下降のサイクルに入っても、”コンデン...続きを読む

Q共振回路って何に使われてます??

れんちゃんで質問すみません。ふと共振回路について勉強して思ったのですが、共振回路は社会ではどういったとこに使われてます??直列と並列によって使われ方は違いますよね?何に使われてるか分かる方、暇なときご回答お願いします(>_<)

Aベストアンサー

http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/1998/00149/contents/065.htm
http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2003/00136/contents/0005.htm

無線機器(テレビやラジオも含めて)に使われる同調回路や発振回路は共振回路の応用です。たくさんの無線局や放送局を作れるのは同調回路のおかげです。これがないと、電波を周波数によって分離できませんから混信してしまいます。

Q抵抗の1/2W、1/4Wの違いについて

 クルマのLED工作で抵抗を使おうと思っています。

 その時 抵抗には、〇Ω以外にも
1/2W、1/4W等の規格があるのですが、よくわかりません
調べてみたところ<電力消費>という
キーワードが分かりましたが他がサッパリ・・・・

・例えば (+)1/4W 430Ω LED (-)という場合
抵抗を 1/2W 430Ωでは、ダメなのですよね?
 1/2Wの場合 〇Ωになるのでしょうか?

・また、1/2W、1/4Wは、単純に大きさ(太さ、長さ)で
判別がつくのでしょうか?

Aベストアンサー

抵抗が焼ききれずに使用できる or 性能を保証できる電力です。

例えば1kΩの抵抗に24Vの電圧を与えると、抵抗はP=V*I=(V^2)/R=0.576Wの電力を熱として消費します。
1/2W抵抗は0.5Wまでしか持たないので1W抵抗を使用することになります。
一瞬でも定格を越えるとダメなので、通常は余裕を持って考えます。

>・例えば (+)1/4W 430Ω LED (-)という場合
>抵抗を 1/2W 430Ωでは、ダメなのですよね?

定格を満たしているため問題ありません。

>・また、1/2W、1/4Wは、単純に大きさ(太さ、長さ)で
>判別がつくのでしょうか?

大抵の場合大きさで分かります。長さも太さも違います。
同一シリーズであれば確実にワット数の大きいほうがサイズがでかいです。
(1/2W>1/4W)

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1314083328


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