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E-Stationで整流回路(半波)を作る

実験室

今回は整流回路について考えていきます。整流回路は「交流を直流に変換する回路」になります。

交流とは家庭のコンセントに来ている電気ですが、時間により流れる方向が変化します。

一方、直流とは電池による電気で、時間により流れる方向が変化しません。

即ち、「交流から直流への変換」とは「電気の流れる方向をコントロールする」という処理になります。

ここで重要となってくる素子が「ダイオード」になります。ダイオードは以下の記号で表されます。

ダイオードの三角形の底辺側をアノード、線の側をカソードと呼んでいます。実物にもカソードを示す線が書いてあります。

ダイオードの特性は「一つの方向にだけ電気を通す」というものになります。

図5の(a)のようにアノード側に+、カソード側に-の電圧を加えた場合を順方向電圧と呼びます。この場合には電気を通します。一方、図5の(b)のようにアノード側に-、カソード側に+の電圧を加えた場合を逆方向電圧と呼びます。この場合には電気を通しません。

図6はダイオードによる整流回路です。次にダイオードに交流信号を入力した場合を考えていきます。交流信号は時間と共に正負が変わる信号です。信号の正(+)側が順方向電圧の状態になり、負(-)側が逆方向電圧の状態になります。よって、正(+)側は電気が流れますが、負(-)側は電気が流れない状態になりますので、出力信号は、図4に示すように正(+)側の半分だけの波形になります。このように半分だけを取り出す回路を「半波整流回路」と呼んでいます。

図7のように、正(+)側を取り出し、負(-)側をとり除くことが出来ましたが、元々の正弦波と同じく時間による大きさの変化が存在しています。このような波形を「脈流」と呼んでいます。このままでは使えないので、「平滑回路」で変化の少ないなめらかな信号にする必要があります。これに関しては、「平滑回路」編で説明していますのでご確認ください。

さて、、、

元々の信号のうち半分を捨ててしまいましたが、使わないのはもったいないですよね?安心してください。ここでは使わなかったもう半分を使う方法があります!それは「全波整流」という整流方式になります。少し回路が複雑になりますが、じっくり取り組んで頂ければ、きっと理解できると思います。興味がある方は、「整流回路(全波)」編をご覧ください!

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