全波ブリッジ整流器と全波センタータップ整流器の違い

ダイオードの最も一般的な用途の1つは整流です。整流器はデバイスです 交流（AC）を脈動直流（DC）に変換します 。この脈動するDCには、平滑コンデンサを使用して除去できるリップルがいくつかあります。以下に示すさまざまなタイプの整流器：この記事では、「全波整流器が全波センタータップ整流器よりも優れている理由」について説明します。全波ブリッジ整流器では、半波整流器と比較した場合、入力波形全体が利用されます。一方、 半波整流器 半波のみが使用されます。全波整流器は2つの方法で構築できます。 1つは2つのダイオードと1つのセンタータップ付き二次巻線トランスで構成されるセンタータップ付き全波整流器で、もう1つはD1、D2、D3、D4が接続された4つのダイオードで構成されるブリッジ整流器です。

整流器の種類

全波ブリッジ整流器の動作

ブリッジ整流器は、4つのダイオードを使用して構成されています。 ホイートストンブリッジ これは降圧トランスによって給電されます。ブリッジを介して給電される降圧AC電源の場合、2次電源の正の半サイクル中にダイオードD1とD3（下の図に示す）が順方向にバイアスされていることがわかります。また、ダイオードD2とD4は導通しません。したがって、電流はダイオードD1、負荷（R）、およびダイオードD3を通過します。二次入力の負の半サイクルの間はその逆です。一般に、AC入力は正弦波形（sin（wt））の形式です。出力波形と回路図を以下に示します。

ブリッジ整流器の動作

センタータップ全波整流器の動作

センタータップ 全波整流器 は、センタータップ付きトランスと2つのダイオードD1およびD2で構築されており、下の図に示すように接続されています。 AC電源をONにすると、変圧器の2次端子側のAB端子間に電圧が発生します。正の半サイクルの間、ダイオードD1は順方向バイアスにあり、ダイオードD2は逆方向バイアスにあり、導通しません。したがって、電流はダイオードD1と負荷（R）を通過します。二次サイクルの負のサイクルの間、ダイオードD2のみが導通し、電流がダイオードD2と負荷（R）を通過します。

センタータップ全波整流器の動作

全波ブリッジ整流器が全波センタータップ整流器よりも優れているのはなぜですか？

ブリッジ整流器は、かさばるセンタータップ付き変圧器を必要としません。現在、センタータップ付き変圧器は、ダイオードや 降圧トランス したがって、サイズとコストが削減されます。

ブリッジ整流器のダイオードのPIV（ピーク逆電圧）定格は、センタータップ付き全波整流器で必要な定格の半分です。ブリッジ整流器に使用されるダイオードは、高いピーク逆電圧に耐えることができます。センタータップ付き整流器では、各ダイオードにかかるピーク逆電圧は、2次巻線の半分にかかる最大電圧の2倍です。

変圧器使用率（TUF）も ブリッジ整流器 センタータップ全波整流器と比較して、より有利になります。

ブリッジ整流器のPIV（ピーク逆電圧）

ビール： 整流器の場合、ピーク逆電圧（PIV）またはピーク逆電圧（PRV）は、ダイオードが逆バイアス状態にあるときに入力サイクルのピークで発生する、ダイオードの逆電圧の最大値として定義できます。

ブリッジ整流器のPIV

上図のように、二次電圧が正のピーク値になり、端子Aが正、Bが負の場合。したがって、この瞬間、ダイオードD1とD3は順方向にバイアスされ、D2とD4は逆方向にバイアスされて導通しませんが、ダイオードD1とD3のみが電流を導通します。したがって、端子M-LまたはA'-B 'の間には、端子A-Bと同じ電圧がかかります。

したがって、ブリッジ整流器のPIVは

ダイオードD1およびD3のPIV = Vm

同様に、ダイオードD2およびD4のPIV = Vm

センタータップ付き全波変圧器のPIV（ピーク逆電圧）

ACの前半サイクル中 電源 つまり、トランスの2次巻線の上部が正の場合、ダイオードD1は導通し、ほぼゼロの抵抗を提供します。したがって、上半分の巻線の電圧Vm max全体が、負荷（RL）の両端に発生します。ここで、非導電性ダイオードD2の両端の電圧は、変圧器の2次側の下半分の両端の電圧と負荷（RL）の両端の電圧の合計です。

センタータップのPIV

したがって、ダイオードのPIV、D2 = Vm + Vm

ダイオードのPIV、D2 = 2 Vm

同様に、ダイオードD1のPIV = 2 Vm

変圧器利用率（TUF）

TUFは、負荷に供給されるDC電力と変圧器の2次側の入力AC定格の比率として定義されます。

TUF = Poutput.dc / Pinput.ac

センタータップ全波整流器の変圧器利用率（TUF）

Pdc = VL（dc）* IL（dc）=> VLM /π* VLM / RL

=> VLM2 /πRL

=> Vsm2 /πRL（R0のドロップオーバーを無視した場合）

ここで、変圧器の2次側の定格電圧はVsm /√2で与えられますが、2次側を流れる実際の電流は、半波整流器電流であるため、IL = ILM / 2（ILM /√2ではありません）です。

Pac.rated => Vsm /√2* ILM / 2

=> Vsm /√2* VLM / 2RL

=> Vsm /2√2RL

その値は、トランスの一次巻線と二次巻線を別々に考慮することによって求められます。その値は0.693です。

ブリッジ整流器の変圧器利用率

Pdc => VL（dc）.IL（dc）

=> VLM /π* VLM / RL => VLM2 /πRL

=> Vsm2 /πRL（R0のドロップオーバーを無視した場合）

ここで、変圧器の2次側の定格電圧はVsm /√2ですが、2次側を流れる実際の電流は、半波整流器電流であるため、IL = ILM / 2（ILM /√2ではありません）です。

Pac = Vsm /√2* ILM / 2

=> Vsm /√2* VLM / 2RL

=> Vsm /2√2RL

その値は、トランスの一次巻線と二次巻線を別々に考慮することによって求められます。その値は0.812です

センタータップ全波整流器とブリッジ整流器の違い

したがって、これはすべて、全波ブリッジ整流器とセンタータップ全波整流器の違いに関するものです。この概念をよりよく理解していただければ幸いです。さらに、この概念に関する質問や サイリスタまたはSCRについて詳しく知る 。以下のコメントセクションにコメントして、フィードバックをお寄せください。ここにあなたへの質問があります、ブリッジ整流器の機能は何ですか？