電源回路について

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資料紹介

電　源　回　路
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
［実験目的］
　　　ダイオードを用いた半波整流・全波整流・ブリッジ整流回路の出力波形観測と、
　　平滑回路を用いた場合の出力電圧及び波形観測を行ない、合わせてリップル電圧を
　　求めることにより、電源回路についての動作を理解する。
［理　　論］
　　　およそ電気を使用する機器には、すべてといっていいほど電源回路が設けられて
　　いる。特に電気・電子機器は、内部において電流を使用することが多く、交流電圧
　　を直流電圧に変換している。
　　　交流を直流に変換する基本的な整流回路について以下説明する。
　Ａ）　半波整流回路
　　　　図１のように、交流電圧をトランスにより目的とする交流電圧にし、ダイオー
　　　ドの整流作用を利用したもので、図２のように正弦波の＋の部分のみが出力に現
　　　れる。
　Ｂ）　全波整流回路
　　　　図３のように、ダイオードを２個使用し、トランスの中点を一側にすることに
　　　より、正弦波の±周波を出力させるもので、半波整流に比べ効率もよくなる。
Ｃ）　ブリッジ整流回路
　　　　図５のようにダイオードを４個使用し、中点タップのないトランスでも全波整
　　　流を行うことができる。
　　　　　　　　　　
　Ｄ）　平滑回路とリップル電圧
　　　　半波及び全波整流回路は、直流と言っても図２・図４からもわかるように、完
　　　全な直流ではなく脈流といわれるもので、交流分をかなり含んだものである。こ
　　　の交流成分をリップル電圧といい、このリップル電圧を軽減するためにフィルタ
　　　が用いられる。これを平滑回路という。
　　　　全波整流回路に平滑回路を接続したものが図６で、その出力波形はコンデンサ
　　　の充放電により図７のようになる。
　　　　　　　　　
　
　　この直流成分とリップル成分との比をリップル含有率といい次式で求める。
　　　　　　　　　　　　　　　　リップル電圧の実効値
　　　　　リップル含有率　＝　――――――――――　×　１００％
　　　　　　　　　　　　　　　　　　直流電圧
［　実験回路　］
［　使用機器　］
　　　　　電源回路実習装置　　　　　　　　　　　１
　　　　　シンクロスコープ　　　　　　　　　　　１
　　　　　直流電圧計　　　　　　　　　　　　　　１
［　実験方法　］
　　Ａ）　半波整流回路
コ－ドで端子１・２とシンクロスコープのチャンネル1(CH1)の INPUT
を接続する（AC に合わせる）
シンクロスコ－プの電源を ON にし、波形をスケッチする。
　　　　シンクロスコ－プは SOURCE , MODE を CH1 に合わせ、VOLTS/DIV、
　　　　TIME/DIV , POSITION で波形の調整をする。
端子１・４を接続し、８・２にシンクロスコープの CH2 を接続して波形をスケッチする。（以後端子 1 と 4 ははずさない）
端子８・１０と２・１１をそれぞれ接続し、１４・１５にシンクロスコ
－プを接続し波形をスケッチする。
　　　　　　　（以後端子 8 と 10 、端子 2 と 11 ははずさない）　
端子１４・１６と１５・１７をそれぞれ接続し１６・１７にシンクロス
コ－プを接続し波形をスケッチする。
　　　　　　　（以後端子 14 と 16 、端子 15 と 17 ははずさない）　
　　　　（６）(5）の状態において、端子１６・１７の直流電圧をシンクロスコ－　　　　　　　
プで測定する。
　　　　　　　　シンクロ