ブリッジ整流器

ブリッジ整流器は、4つのダイオードを使用してAC波形の両半分を整流し、負荷側では単一の極性しか見えないようにする回路です。言い換えれば、センタータップ付きトランスを必要とせずに、交流電流を脈動する直流電流に変えることができます。これらのダイオードはペアで導通し、負の半サイクルを反転させるので、その負荷を流れる電流は常に同じ方向に流れます。半波整流器と比較すると、ブリッジは両方の半周期を使用するため、同じライン周波数でより高い平均直流電圧とより低いリップル電圧が得られます。損失をなくすことはできませんが（2つのダイオードが常に導通経路にある）、入力波形をより有効に利用し、出力品質を向上させることは可能です。負荷抵抗を横切って配置されたコンデンサがフィルタとして機能し、脈動する出力をより使いやすいDC電源に平滑化します。

定格と温度限度
整流器の選定は、電圧、電流、温度限界から始まります。ピーク逆電圧定格は、過渡電流を含む最大AC入力を上回らなければなりません。定格電流は、定常負荷と始動時サージの両方をカバーしなければなりません。突入電流は、特に大きなフィルタコンデンサを使用した場合、トランスのインピーダンスと静電容量に大きく依存するため、データシートの数値だけですべてを語ることはできません。熱的には、各半サイクルで2つのダイオードが導通するため、ブリッジの損失はおおよそ次のようになります： P ≈ 2 x V_F x I_load これは有用な最初の推定値であり、最終的な答えではありません。順方向電圧は温度や電流によって変化し、コンデンサ入力電源は滑らかな直流ではなく、高いピーク電流を発生させます。つまり、実際の散逸は予想よりも悪くなる可能性があるということです。定常状態の計算だけで終わらせないでください。加熱と冷却のサイクルを繰り返すと、特に大電力設計や冷却が不十分な設計では、はんだ接合部や内部接続部が疲労する可能性があります。

リップル、効率、およびライン効果
コンデンサ入力フィルタの場合、リップル電圧の概算は次のようになります： V_ripple ≈ I_load/(fC) ここで、fは全波整流器のAC周波数の2倍です。これは比較的一定の負荷電流を想定しています。実際の負荷はしばしば動的であるため、リップルの測定値は通常高くなります。効率は出力電圧に大きく依存します。低電圧電源では、固定ダイオードの降下が総出力に占める割合が大きくなるため、設計者はこのような場合にショットキーダイオードや同期整流を使用することが少なくありません。コンデンサに給電するブリッジも、ソースから滑らかな正弦波電流を引き出すことはありません。それは短時間、高いピークで電流を引き込みます。これは高調波を発生させ、力率を低下させ、上流の部品にノイズやストレスを与える可能性があります。大電力システムでは、このような動作により、多くの場合、追加のフィルタリングや力率補正が必要になります。