整流器とは？ 整流器の種類と動作

整流器の種類と動作・応用

電子機器では、整流回路が最もよく使われる回路ですが、これはほとんどすべての電子機器がDC（直流）で作動しているにもかかわらず、家庭内のコンセントがAC（交流）を供給するなどDC電源の入手が制限されているためです。 整流器は、産業界&家庭で交流を直流に変換するこの仕事の最適な候補です。 私たちの携帯電話の充電器でさえ、家庭のコンセントからACをDCに変換するために整流器を使用しています。 整流器の異なるタイプは、特定のapplications.8091>

我々は主に、これらの日広く使用されている電圧の種類の2つのタイプが存在するために使用されています。 彼らは交流と直流電圧タイプです。 これらの電圧タイプは、その特定の変換のために設計された特殊な回路を使用して、1つのタイプから別のタイプに変換することができます。 このような変換はどこでも行われています。

私たちが電力網から得ている主な供給は自然の中で交流であり、私たちの家庭で使用している電化製品は一般的に小さな直流電圧を必要とします。 この交流を直流に変換する工程を整流と呼びます。 交流から直流への変換の前に、フィルタリング、DC-DC変換などのさらなるプロセスがあります。 8091>

多くの電子回路は、利用可能なAC主電源からさまざまな電子基本コンポーネントに電力を供給するために、整流されたDC電源が必要です。 単純なブリッジ整流器は、さまざまな電子ACベースのパワーデバイスで使用されています。

整流回路のもう一つの見方は、電圧の代わりに電流を変換すると言うことができます。 私たちは部品の性質を定義するために電流を使用することに慣れているので、これはより直感的な意味を持ちます。 8091>

ブリッジ整流器は、電子部品やデバイスに必要な直流電圧を供給する電源に広く使用されています。 特性が完全に知られている最も効率的なスイッチングデバイスはダイオードである。 理論的には、ダイオードの代わりに、制御可能な、または制御不可能な任意の固体スイッチを使用することができます。 ダイオードの種類とその応用

通常、整流器の種類は、その出力に基づいて分類されます。 この記事では、以下のような多くの種類の整流器について説明します。

• 単相整流器
• 三相整流器
• 制御整流器
• 非制御整流器
• 半波整流器
• 全波整流器
• ブリッジ整流器
• 中波整流器
• 高波整流器低波整流器高周波整流器中周波整流器>低周波整流器低周波整流器高周波整流器低周波数整流器高周波整流器タップ付き整流器

整流器って何だろう？

整流器とは、交流（AC）を直流（DC）に変換するダイオードを1個以上使用した電気機器です。 整流器は、以下のプロセスで交流を直流に変換する整流に使用されます。

整流とは？

整流とは、交流（周期的に向きを変える）を直流（単一方向に流れる）に変換することです。

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整流器の種類

整流器には主に2つの種類があります。

1. 非制御整流器
2. 制御整流器

ブリッジ整流器は多くの種類があり、分類の根拠は、いくつか挙げると、供給の種類、ブリッジ回路の構成、制御能力など多くの場合がある。 ブリッジ整流器は、動作する入力の種類に基づいて、単相および三相整流器に大別することができます。 これらのタイプの両方は、単相と三相の両方の整流器にすることができますこれらの更なる分類を含む。

更なる分類は、整流器が使用するスイッチングデバイスに基づいており、タイプは非制御、ハーフコントロールとフルコントロール整流器である。 整流回路のタイプに基づいて、整流器は2つのカテゴリに分類されます。

• 半波整流器
• 全波整流器

半波整流器はAC波の半分だけをDC信号に変換するのに対し、全波整流器はAC信号全体をDCに変換する。

ブリッジ整流器は電子機器で最もよく使われる整流器とこのレポートが動作と1の作成を扱っています。 シンプルなブリッジ整流回路は、全波整流のための最も一般的な方法です。

我々は次のように回路図と操作で詳細に制御および非制御（半波と全波ブリッジ）整流器を議論します。

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非制御型整流器。

出力電圧を制御できないタイプの整流器を非制御整流器と呼ぶ。

整流器はスイッチを使って動作させる。 このスイッチには様々な種類があり、大きく分けて制御可能なスイッチと制御不可能なスイッチがある。 ダイオードは一方向にしか電流を流さないデバイスである。 8091>

任意の整流器におけるダイオードの構成では、整流器はオペレータの完全な制御下にはないため、これらのタイプの整流器は非制御整流器と呼ばれる。 負荷の要求に応じて電力を変化させることができない。 そのため、このタイプの整流器は一般的に定電力または固定電源で使用される。

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非制御型整流器はダイオードのみを使用し、AC入力のみに応じて固定出力電圧を与えます。

Types Of Uncontrolled Rectifier:

Uncontrolled Rectifiers are further divided into two types:

1. Half Wave Rectifier
2. Full Wave Rectifier

Half Wave Rectifier.This type of Uncontrolled Rectifier is further into two types:

[半波]レクチファイア[半波]レクチファイア[全波]レクチファイア[全波]レクチファイア。

交流（AC）の半サイクルだけを直流（DC）に変換するタイプの整流器は半波整流器として知られています。

• 正半波整流器：

正の半サイクルだけを変換して、負の半サイクルをブロックする半波整流器を使用します。

• Negative Half Wave Rectifier：

負の半波整流器は、ACの負の半サイクルのみをDCに変換する。

すべてのタイプの整流器の中で、半波整流器は単一のダイオードだけで構成されているので、それらのすべての最も簡単です。

ダイオードは順方向バイアスとして知られている唯一の方向に電流を流すことができます。 負荷抵抗RLはダイオードと直列に接続されます。

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  負の半サイクル：

  負の半サイクルの間に、アノードは負になり、カソードは正になり、これは逆バイアスとして知られています。 8091>

  

  従ってAC電源が半波整流器に接続されるとき、半周期だけ下の図に示すようにそれを通して流れる。

  

  この整流器の出力は負荷抵抗RLを渡って取られる。 入力-出力グラフを見ると、入力の正の半サイクルが脈動しています。

  半波整流器の出力はリップルが多すぎて&この出力をDC電源として使用するにはあまり実用的ではありません。 この脈動する出力を平滑化するために、抵抗の間にコンデンサを導入しています。 8091>

  

  このようなタイプの整流器は、AC入力の半サイクルの電力を浪費している。

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  全波整流器。

  全波整流器は、AC（交流）の正と負の両方のハーフサイクルをDC（直流）に変換します。 それは半波整流器

  に比較して倍の出力電圧を提供します。全波整流器は、複数のダイオードで構成されています。

  1. ブリッジ整流器
  2. センタータップ整流器

  Bridge Rectifier

  ブリッジ整流器は4つのダイオードで入力ACの両半サイクルをDC出力に転換します。

  このタイプの整流器では、ダイオードは以下に示すように特定の形式で接続されます。

  

  正の半サイクル：

  入力正の半サイクル中に、ダイオードD1 & D2が順バイアス、D3 & D4が逆バイアスになっています。 8091>

  

  負の半サイクル：

  負の半サイクルの間、ダイオードD3 & D4は順バイアスになり、D1 & D2は逆バイアスになります。

  

  全波整流器の出力は、半波整流器に比べリップルが少ないが、それでも滑らかで安定していない。

  

  出力電圧を滑らか&にするために、下図のように出力にコンデンサを置きます。

  

  コンデンサの充電&放電は半周期の間の遷移を滑らかにする

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  ブリッジ整流回路の動作

  回路図から、ダイオードが特定の方法で接続されていることが分かります。 このユニークな配置がコンバータの名前の由来です。 ブリッジ整流器では、入力として与えられる電圧はどのようなものであってもかまいません。 それは電圧をステップアップまたはダウンするために使用されている変圧器からすることができますまたはそれは私たちの家庭用電源の主電源からすることができます。 この記事では、AC電圧を供給するために6-0-6センタータップトランスを使用しています。

  整流器の動作の最初のフェーズでは、正の半サイクル中に、ダイオードD3-D2が順バイアスされて導通している。 ダイオードD1-D4は逆バイアスされ、この半サイクルでは導通せず、オープンスイッチとして動作します。 このため，出力は正の半サイクルとなる。 逆に、負の半サイクルでは、ダイオードD1～D4は順方向にバイアスされ、導通し始めますが、ダイオードD3～D2は逆バイアスされ、この半サイクルでは導通しません

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    半波整流器の働きとは対照的に、フルブリッジ整流器にはもう一つの分岐があり、ハーフブリッジ整流器ではできなかった電圧波形の負の半分を導通させることができます。 8091>

    全波ブリッジ整流器を作るために4個のパワーダイオードを使用していますが、既製のブリッジ整流器部品は様々な電圧と電流のサイズで「既製品」として入手でき、動作回路を作るために直接使用することが可能です。

    整流後の出力電圧波形は適切な直流ではないので、フィルタリング目的のコンデンサを使ってより直流に近い波形にすることを試みればよいでしょう。 全波ブリッジ整流回路の出力を挟んで負荷と並列に接続される平滑コンデンサまたはリザーバコンデンサは、コンデンサがフィルタリング部品として機能するだけでなく、周期的に充放電して出力電圧を効果的に増加させるため、出力における平均直流出力レベルを必要な平均直流電圧に増加させる。 そのため、出力が低くなっても、コンデンサは負荷回路への適切な電圧供給を維持し、それゆえDC.

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      ブリッジ整流器の利点：

      1. 出力DC信号のリップルが小さい
      2. 高い整流効率
      3. 低い電力損失

      ブリッジ整流の不利な点を説明します。

      1. ブリッジ整流器は半波整流器より複雑
      2. センタータップ全波整流器と比較して電力損失が大きい。

      Center-Tap Rectifier

      このタイプの全波整流器はセンタータップトランス & 2つのダイオードを使用します。

      

      センタータップトランスは2つの入力（I1 & I2）と3つの出力端子（T1、T2、T3）を持つ2電圧の変圧器です。 T2端子は出力コイルの中心に接続され、基準グランド（Oボルト・リファレンス）として機能します。 T1端子はT2に対して正の電圧を、T3端子は負の電圧を発生させる。

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      センタータップ整流器の設計を以下に示します。

      

      正の半サイクル：

      入力正の半サイクル中、T1が正、T2が負の電圧を生成することになります。 ダイオードD1は順バイアス、ダイオードD2は逆バイアスになります。 これにより、下図のようにT1から負荷抵抗RLを介してT2への経路が密接になります。

      

      負の半サイクル。

      ここで、入力の負の半サイクルの間に、T1が負のサイクルを発生させ、& T2が正のサイクルを発生させます。 これにより、ダイオードD1は逆バイアス&ダイオードD2は順バイアスになります。 8091>

      

      センタータップ整流器の直流出力にもリップルがあり、滑らかな&定常直流とは言えません。 出力にコンデンサをつけるとリップルがなくなり、安定したDC出力になります。

      

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      制御整流器。

      出力電圧を変化させることができる整流器の一種を制御整流器と呼ぶ。

      制御整流器の必要性は、非制御ブリッジ整流器の欠点を調べると明らかである。 制御されていない整流器を制御されたものにするために、SCR、MOSFET、IGBTなどの電流制御されたソリッドステートデバイスを使用する。 SCRに印加するゲートパルスによってSCRのON/OFFを完全に制御することができます。 これらは一般に、制御されていないものよりも好ましい。

      これは、1つまたは複数のSCR（シリコン制御整流器）で構成されています

      サイリスタとも呼ばれるSCRは、三端子ダイオードです。 これらの端子はアノード、カソード&、ゲートと呼ばれる制御入力です。

      単純なダイオードと同様に、SCRは順バイアスで導通し、逆バイアスで電流を遮断しますが、ゲート入力にパルスがあるときだけ順方向の導通を開始します。

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      制御整流器の種類

      制御整流器には2種類ある

      半波長制御整流器

      半波長制御整流器は1個のSCR（シリコン制御整流器）から成っています。

      半波長制御整流器は、下図に示すように、ダイオードをSCRに置き換える以外は、半波長非制御整流器と同じ設計です。

      

      SCRは逆バイアスでは動作しないので負の半サイクルはブロックします。 ゲート入力はもちろん、正の半サイクルごとにSCRを起動するように設計された周期的なパルス信号です。

      このようにして、この整流器の出力電圧を制御します。

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      SCRの出力も脈打つ直流電圧/電流です。 8091>

      

      全波整流器

      ACの正と負の半サイクルをDCに変換し、出力振幅を制御するタイプの整流器は、全波整流器として知られています。

      非制御整流器と同様に、制御全波整流器にも 2 つのタイプがあります。

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      制御型ブリッジ整流器

      この整流器では、ダイオードブリッジをSCR（サイリスタ）ブリッジに置き換え、下図に示すように同じ構成としました。

      

      正の半サイクル：

      正のサイクルでは、ゲートパルスを印加すると、SCR（サイリスタ）T1 & T2が導通します。 T3 & T4は逆バイアスとなり、電流を遮断する。 8091>

      

      負の半サイクル：

      負の半サイクルでは、ゲート入力パルス&を考慮してサイリスタT3 & T4が順バイアスになり、T1 & T2が逆バイアスになっています。 出力電圧は負荷抵抗RLに現れます。

      

      出力の終わりに、リップルを除去するためにコンデンサが使用され、出力が安定して&滑らかになります。

      

      Controlled Center-Tap Rectifier（センタータップ整流器）。

      ちょうどセンタータップ非制御整流器のように、この設計では、2つのダイオードを置き換える2つのSCRを使用しています。

      これらのSCRスイッチングの両方が入力AC周波数に応じて異なるタイミングになります。

      その動作は非制御整流器の&その概略設計が以下に与えられていると同じです。

      

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    単相および三相整流器

    この分類は、整流器が動作する入力の種類に基づきます。 命名は非常に簡単です。 入力が単相の場合、整流器は単相整流器と呼ばれ、入力が三相の場合、三相整流器と呼ばれます。

    単相ブリッジ整流器は4つのダイオードで構成されており、三相整流器は目的の出力を得るために特定の方式で配置された6つのダイオードを使用します。

    整流器の比較

    次の表は、半波整流器、全波整流器、センタータップ整流器などの異なるタイプの整流器間の思いやりを示しています。 また、「震災復興支援」、「被災地の復興支援」、「被災地の復興支援」、「被災地の復興支援」、「被災地の復興支援」、「被災地の復興支援」、「被災地の復興支援」、「被災地の復興支援」、「被災地の復興支援」、「被災地の復興支援」、「被災地の復興支援」、「被災地の復興支援」、「被災地の復興支援」、「被災地の復興支援」、「被災地の復興支援」。 整流器を使用する主な目的は、AC電圧をDC電圧に変換することを意味する整流用です。 その意味は、整流器はほとんどすべての電力整流と電子機器に使用されています。

    Below is the list of common applications and uses of different Rectifiers.

    • Rectification i.e. converting DC Voltages to AC Voltages.
    • Rectifiers are used in electric welding to provide the polarized voltage. Rectifierは、分極電圧を提供するため。
    • また、牽引車、鉄道車両、列車を走らせるために使用される三相牽引モーターに使用されます。
    • 半波整流器は蚊取り器とハンダごてに使用されます。
    • 半波整流器はAMラジオでも検出器と信号ピーク検出器として使用されています。
    • 整流器は変調、復調、電圧逓倍にも使用されます。
    • アクティブハイパスフィルタの種類
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