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こんにちは、
全波整流回路は、半波整流回路と比較して、リプルが小さい。のですが、このリプルとは何でしょうか?

A 回答 (2件)

半波整流および全波整流(両波整流ともいう)の整流回路と整流波形については参考URLの2.1をご覧下さい。



これらの回路の負荷抵抗に、参考URLの2.2のように、並列に平滑用のコンデンサや直列にコイル(チョークコイル)を入れてやる(平滑回路とよぶ)と、
2.1の整流波形が、2.2の赤い波形のように、波打つ直流波形の出力が得られます。これを脈流といいます。脈流の内、その平均値が直流分で、直流分の上にのった波打つ波形分をリップル(ripple=波打つ波形、さざなみ)といいます。

2.2.1の図は半波整流回路に平滑コンデンサをつけた回路で、赤い波形の変化分をリップルと言います。
リップルの波形の振幅(振れ幅)は、半波整流の場合より、全波整流の方が平滑コンデンサーを充電する回数が2倍になりますので、電圧降下が少なくなり、リップル振幅も小さくなります。

(図4の電流波形は平滑回路の入っていない時の電流波形で間違っていますので注意下さい。負荷抵抗に流れる電流は電圧波形に比例した電流波形になります。)


次のURLに半波整流回路+平滑回路の出力電圧波形が図6の緑の波形
全波整流回路+平滑回路の出力電圧波形が図7の緑の波形
で描かれています。
http://www12.ocn.ne.jp/~seppotl/zht03/acdc.html
両方の波形の電流波形の赤の波形は、負荷抵抗に流れる電流ではなく、整流回路から平滑コンデンサに流入する電流です。

参考URL:http://www.akita-nct.ac.jp/yamamoto/lecture/2005 …
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脈流のこと


 直流を得る回路で、整流前ののものは(Pulsating current)といい、平滑回路後の場合を(ripple current)と区別したと思います。
http://en.wikipedia.org/wiki/Ripple_current

ただ、最近はスイッチング電源が多いため、スイッチングノイズという機会の方が多いですね。
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実験で半波整流のリップル率を計算したら100%をこえたんですけど、こんなことってありえるんですか?

Aベストアンサー

リプル率の定義(どのようにして計算するか)によっては、100%を超えることもあります。
たとえば、
リプルのpp値/直流の値
だと、100%を超えることはあります。

Q整流回路(平滑化とリップル率)

交流から直流を得るために、ダイオードブリッジによる整流回路を組み、電圧を平滑化するためにコンデンサーを追加して、コンデンサーに並列に負荷抵抗を接続して電圧リップルを測定したところ、負荷抵抗の値が大きくするほど、リップル率が小さくなる傾向がみられました。
どういう理論でこうなるのでしょうか?CR回路の充放電特性が関係しているのですか?
お分かりになる方どうかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

単純に放電によってです
充電しなながら放電しているのですが充電はピーク付近のみで(コンデンサの電圧と同じかより低いと充電されなくなるから)放電は常に放電されております
ですから負荷が無ければ放電はありませんのでコンデンサが不良で無ければリップルはありません
負荷電流が大きいと当然リップルは大きくなる訳です

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全波整流と半波整流について

タイトル通りです、二つの整流について、
2つはそれぞれどういう役目があるのでしょうか?

あと、2つの整流を聞いたところ、全波整流の方が音が高く感じられたのですが、これにはちゃんとした理由があるのでしょうか?

すいません、質問が唐突ですがどなたかご教授ください。

Aベストアンサー

別に役目が分かれているわけではありません。
全波整流ではダイオードが2個必要ですが、半波整流では1個ですみます。しかし、半波整流では整流語の直流分に対する交流分の残りが大きく、これを除去するフィルタの性能を高くしないといけません。
全波整流の方が音が高く感じられるのは、整流後に残存している交流分のせいです。元の周波数を F としますと、残存交流分の基本周波数は、半波整流では F、全波整流では 2F ですから2倍になります。

Q整流回路について

両波整流回路と全波整流回路とはどう違うのでしょうか。
それと、半波整流回路での整流では、何か全波または両波整流回路と違い不便な点でもあるのでしょうか。

Aベストアンサー

半端整流の特徴、活用例:
電球、ヒーター等の出力切り替えが身近な器具内に実装されています。
またダイオードを直列に入れるだけ、必要により調整用の抵抗直列でAC100Vで小容量の器具、部品の実用にも効果的です。

手持ちのトランスの仕様、目的負荷等によっても整流回路を使い分けます。
負荷によっては半波で良いもの、全波だけで良いもの、平滑が必要なもの等があり、コスト等も考え使い分けます。

Q整流回路の特性について

半波整流回路と全波整流回路のダイオードの電圧降下を考慮した出力電圧と実測値の出力電圧では実測値の方が小さくなります。これはなぜなんでしょうか?
ちなみにダイオードの電圧降下を考慮した計算式は
半波整流回路  (√2)×V(入力電圧)- V(ダイオード順方向電圧)/π
全波交流回路  (2√2)×V(入力電圧)- 4V(ダイオード順方向電圧)/π
です。
よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

実測電圧が小さくなる要因は幾つかあります。
1.ダイオードの順方向電圧の見積もり間違い
  ダイオードの順電流が出力電流の何倍もあります。これは導通角の
  関係です。つまり、平滑コンデンサへの充電時間は短く、放電時間は
  長いので、減った電圧を短時間大電流で回復するためです。
  ダイオードの順方向電圧は当然電流が多くなれば増えます。

2.もとの交流電源の波形歪み 
  世の中整流回路を持った機器があふれています。当然、サイン波の
  ピーク付近ばかりで電流が流れる負荷が多いわけですから、電圧降下
  もピーク付近で起こります。つまり、実効値とピーク値の比が√2
  から狂ってきています。

3.リップルの影響
  式はピーク値を表すものですが、実際はリップルがあると思います。
  リップルを含む直流を電圧計で測ると、普通の平均値応答式電圧計
  ではリップル振幅の中心値を指示します。

Q半波整流回路におけるリプル電圧の求め方

半波整流回路におけるリプル電圧の求め方が載っているサイトを教えてください。

Aベストアンサー

>平滑回路の時定数が大きければ、一次近似する手がありそう。
                 ↓
リップル 20 % 以下なら、二次近似で「導通角」が勘定できそうです。
  cos(x) ≒ 1 - (1/2)*x^2
  e^(ax) ≒ 1 + ax + (1/2)*(ax)^2
を使用。

・低リップルに見合う時定数なら、導通がオフになるのは整流波形のピーク時とみなせる。
・次に導通オンとなるタイミングの近似値 xa は、二次方程式:
  Ax^2 + Bx + C = 0,  : A = (1+a^2)/2, B = a(2πa-1), C = 2a(πa-1)
 の正値解として得られる。
・xa が「導通角」。
・(規準化した)リップル幅は
  1 - cos(xa)
 に近似。

スプレッドシート(EXCEL など)で簡単にグラフを描けます。
(二次)近似誤差の感じもつかめますよ。
  

Q電圧(負荷)変動率やリップル含有率はなぜ低い方がいいんですか?

直流安定化電源に電圧(負荷)変動率やリップル含有率が
何パーセント以下という特徴?というか仕様になっていますが、
なぜ、低い方がいいんですか??

Aベストアンサー

例えば簡単なトランジスタ1石の増幅回路を考えてください。ここでトランジスタは負荷に対する抵抗値の変化で負荷に対する電力を制御していますが、電源電圧が変動したりリップルを含んでいると、本来の出力にこの変動が乗って出力されてしまいます。実際の回路ではバイアスの与え方などの工夫でこのような影響を避けるようになっていますが、できる限り電源の電圧は電圧の安定した、完全な直流であることが望ましいことに変わりはありません。

また、大きな電力を出力すれば当然ながら電源にも大きな電力が流れます。このときに電源の電圧が不安定ですと、大きな出力が出た瞬間に電圧の低下が起き、出力波形がひずんでしまいます。リップルについては出力が電源のリップルで振幅変調(俗にモジられるなどといいます)が掛かって、やはり入出力の関係が悪化します。

Q計算値と理論値の誤差について

交流回路の実験をする前に、ある回路のインピーダンスZ(理論値)を計算で求めたあと、実験をしたあとの測定値を利用して、同じ所のインピーダンスZ(計算値)を求めると理論値と計算値の間で誤差が生じました。
そこでふと思ったのですが、なぜ理論値と計算値の間で誤差が生じるのでしょうか?また、その誤差を無くすことはできるのでしょうか? できるのなら、その方法を教えてください。
あと、その誤差が原因で何か困る事はあるのでしょうか?
教えてください。

Aベストアンサー

LCRのカタログ値に内部損失や許容誤差がありますが、この誤差は
1.Rの抵抗値は±5%、±10%、±20% があり、高精度は±1%、±2%もあります。
2.Cの容量誤差は±20% 、+50%・ー20% などがあり
3.Lもインダクタンス誤差は±20%で、
3.C・Rは理想的なC・Rでは無く、CにL分、Lに抵抗分の損失に繋がる成分があります。
これらの損失に繋がる成分は、試験周波数が高くなると、周波数依存で増大します。
また、周囲温度やLCRの素子自身で発生する自己発熱で特性が変化します。
測定器や測定系にも誤差が発生する要因もあります。
理論値に対する測定値が±5%程度発生するのは常で、実際に問題にならないように、
LCRの配分を工夫すると誤差やバラツキを少なく出来ます。
 

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


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