AC電圧をDCに変換する方法

安定化電源システムは、一連のステップで高電圧交流(AC)を固定直流(DC)に電気的に変換するように組み立てることができます。 このプロセスでは、最初に、変化するAC電圧をパルス化された一方向のDC電圧に変換します。 次に、パルス電流が平滑化および調整されて、固定DC出力が生成されます。 数学的には、AC電圧を同等のDC電圧に変換するには、2つの電気的プロセス間の関係を理解するだけで済みます。

ステップアップまたはステップダウントランスから始めて、必要に応じて入力AC電圧を増減します。 トランスは、鉄心に発生する磁場によってブリッジされた2つの並列コイルで構成されています。 電圧の調整は、コイルの巻数によって決まります。

整流器を追加して、増加または減少したACをDC電圧に変換します。 4つのダイオードを使用するブリッジ整流器は、交流(負および正)AC電圧を、交流ダイオードペアが導通するときに一方向のDC電圧に変換します。

パルスDC出力を「リザーバー」または平滑コンデンサで平滑化して、DC電圧がわずかに変化するようにします。 このコンデンサは、波のピークの立ち上がりと立ち下がりで充電および放電し、変調された「リップル」DC出力を生成します。

DC出力を目的の電圧に設定するために選択された電圧レギュレータを追加することにより、DCの「リップル」を排除します。 入力DC電圧は、リップルによって引き起こされる変動を考慮して、必要な固定出力電圧よりも数ボルト大きくする必要があります。

与えられた「rms」(二乗平均平方根)電圧値に1.4、または2の平方根を掛けて、「ピーク」電圧出力を計算します。 たとえば、10ボルト(rms)のAC電圧のピーク電圧は14ボルトになります。

得られた等価DC電圧を元のrms値と比較します。DC電圧は、ピークが平滑化されたACのrms電圧または「実効」値に相当します。 実際の電源では、損失のためにDC電圧出力が変動し、ACrms電圧値よりも低くなります。

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