ダイオードブリッジ・とは?初心者にもわかる基本と使い方の解説共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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ダイオードブリッジ・とは?初心者にもわかる基本と使い方の解説共起語・同意語・対義語も併せて解説!
この記事を書いた人

高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


ダイオードブリッジ・とは?

ダイオードブリッジは、電気を一方向だけ通す部品であるダイオードを4つ組み合わせて作る回路です。これを配置することで、交流(AC)を直流(DC)に変換することができます。家庭の電源から来る波形のようなACを、電子機器が使える形のDCに変える役割を果たします。

具体的には、ACの正と負の両方の半周期を同じ方向の電流に整流します。そうすることで、出力端子には常に同じ方向の電流が流れ、機器の内部回路を安定させることができます。

仕組み

ダイオードブリッジには4つのダイオードが配置され、それぞれが対角線の位置に置かれます。入力端子は2つあり、AC信号の2本線を接続します。出力端子には+と-の直流端子が現れます。

4つのダイオードの組み合わせは、ACの正の半周期では対角の2つのダイオードが導通し、負の半周期でももう2つのダイオードが導通します。結果として、出力端子には常に同じ方向の電流が流れ、波形は直流に近づきます。

表で見るポイント

項目説明
部品数4つのダイオード
入力AC信号の2本線
出力直流端子+と-
利点構成がシンプルで安価、大電流にも対応しやすい
欠点整流後の波形にリップルが残ることがある

この表はダイオードブリッジの基本的な性質をまとめたものです。実際にはダイオードの種類やサイズ、用途によって特性が変わります。

実用例と計算のコツ

実用例としては、ACアダプタの内部、ラジオや小型電源、電子工作の練習キットなどが挙げられます。ダイオードブリッジを使うと、ACをDCに変換して元の機器を動かすことができます。

計算のコツとしては、出力電圧の目安を覚えておくことが大切です。交流入力がVac rmsの場合、理論上の直流ピーク電圧はVac × √2 です。ただし実際にはダイオードの順方向降下電圧(約0.6〜1.0V程度、使用するダイオードにより異なる)が2つ分減ります。したがって、出力のDC値の目安は Vac × √2 − 2×Vf となります。さらに負荷が大きくなるとリップルと呼ばれる波形の小さな揺れが現れます。これを抑えるには容量の大きいコンデンサを直列でなく並列につなぐ方法が一般的です。

安全と注意点

ダイオードブリッジを扱うときは、高電圧に触れない、感電の危険を避ける、絶縁を確保するなどの基本的な安全対策を守ることが大切です。実験時には適切なヒートシンクや放熱を考慮し、容量や電流容量を超えないように選びましょう。

まとめ

ダイオードブリッジ・とは、4つのダイオードを橋のように組み合わせて、交流を直流に変える基本的な回路です。初心者には「ACをDCに変える仕組み」として覚えると理解が早いでしょう。実用では、部品の選び方、容量、耐圧、熱対策を意識しながら回路を組み、リップルを抑えつつ安定した直流を得ることが重要です。


ダイオードブリッジの同意語

ダイオードブリッジ
4つのダイオードを橋の形に接続して交流を直流に整流する回路の総称。全波整流を実現する最も一般的な構成です。
ブリッジ整流器
ダイオードブリッジを用いて交流を直流に変換する整流器(回路や装置)。
整流橋
橋型の整流回路の略称。4つのダイオードで全波整流を実現します。
ダイオード橋
ダイオードを橋状に配置した回路。ダイオードブリッジとほぼ同義で使われます。
橋型整流回路
橋型(ブリッジ)配置で全波整流を行う回路のこと。
ブリッジ型整流器
ブリッジ構成の整流器。交流を直流に変換します。
全波整流回路
入力された交流を全波で直流に変換する回路の総称。ダイオードブリッジは代表的な実装の一つです。
四本のダイオードを用いた整流回路
4本のダイオードを使って整流する回路。直流出力を得るための基本的な構成です。
ブリッジ式整流回路
橋型の整流回路。

ダイオードブリッジの対義語・反対語

インバーター(DC-AC変換器)
直流を交流に変換する回路。ダイオードブリッジがACを直流へ整流する機能の逆の役割を担います。
非整流回路
整流を目的とせず、ACをそのまま扱う回路や、別の処理を行う回路の総称。ダイオードブリッジによる整流を行わない点が対義です。
AC直接出力回路
入力の交流をそのまま出力する設計。整流を介さず、ACを変換しない点が対比になります。
ダイオードを使わない回路
整流の要素であるダイオードを用いない回路。ダイオードブリッジを前提としない点が対義です。

ダイオードブリッジの共起語

ダイオード
電流を一方向にのみ流す半導体素子。ダイオードブリッジではこの素子を4つ使い交流を直流に変換します。
ブリッジ整流
ダイオードを4つ組み合わせて、交流の正負両半周期を直流に変換する回路形式です。
整流
交流を直流に近づける電気的処理。ダイオードブリッジは整流の代表的な実装です。
全波整流
交流の正・負の半周期をいずれも整流して直流に変える方式。ダイオードブリッジが典型的な実装です。
直流
DC。一定の極性を持つ電圧・電流。ブリッジ整流の出力は直流に近づけられます。
交流
AC。電圧や電流が周期的に方向を変える波形。ブリッジ整流はこれを直流へ変換します。
平滑コンデンサ
出力の直流成分を滑らかにするための蓄電素子。リプルを低減します。
リプル
出力に残る交流成分の揺らぎ。平滑化で抑えるのが目的です。
アノード
ダイオードの陽極側。回路図の接続ポイントのひとつです。
カソード
ダイオードの陰極側。回路図では通常向きを示す端子です。
導通
ダイオードが順方向に電流を流している状態。これが正方形の波形を作る要因です。
フォワード電圧/順方向電圧降下
ダイオードを通過するときに発生する電圧の落差。材質により約0.2–0.7V程度です。
逆耐圧/耐電圧
ダイオードが逆向きに耐えられる最大電圧。これを超えると破壊されます。
最大電流/定格
連続して流せる最大の電流。部品選定の基本指標です。
回路図/スキーマティック
ブリッジ整流の配線を図で表した設計図。自由に接続を確認できます。
負荷
回路に接続される抵抗などの負荷。出力電圧と電流は負荷で決まります。
入力波形
ブリッジに入る交流波形。周波数が高いほどリプルの性質も変わります。
出力波形
ブリッジの出力で、理想は平らな直流だが実際にはリプルが含まれます。
部品構成
4つのダイオードと場合によっては平滑コンデンサやフィルタ回路などを含む構成。
ダイオードの種類
シリコンダイオードやショットキーダイオードなど、順方向電圧や速度特性が異なります。
発熱/熱設計
電流を流すと発熱するためヒート管理や放熱設計が必要です。

ダイオードブリッジの関連用語

ダイオードブリッジ
交流を直流に整流する橋型の回路。4のダイオードを橋の形に接続して正出力端子と負出力端子を作る。
ブリッジ整流
ダイオードブリッジを用いて交流を全波直流に変換する整流方式の総称。
全波整流
交流の正負の半波すべてを直流に変換する整流で、出力は平均的に正の方向になる。
半波整流
交流の半周期のみを直流に変換する整流方式。ダイオード1個などで実現することが多い。
ダイオード
電流を一方向にのみ流す半導体素子。ブリッジ回路では複数個を組み合わせて使う。
四つのダイオード
ダイオードブリッジを構成する4個のダイオード。橋型接続で正負出力をつくる。
入力AC
交流電源から供給される交流信号。ブリッジ整流の入力源。
出力DC
整流後の直流電圧。平滑化によって安定させることが多い。
平滑化/フィルタ
リップルを低減するためにコンデンサやインダクタを用いる処理。
コンデンサ
平滑化に用いられる受動素子。出力側のリップルを低減させるために使われる。
リップ
出力直流に残る小さな波形成分。平滑化で低減される。
逆耐圧
ダイオードが逆方向に耐えられる最大電圧。回路全体の耐圧は個々のダイオードの耐圧の組み合わせで決まる
順方向電圧降下
ダイオードが導通する際に生じる電圧の低下。一般的に0.2V〜0.7V程度。
発熱/熱設計
導通時の電流によってダイオードが発熱するため、適切な放熱設計が必要。
整流効率
入力の有効エネルギーに対する出力の直流エネルギーの割合。ダイオードの特性と負荷で決まる。
パワーダイオード
高電流・高電圧に対応するダイオード。ブリッジ整流で使われることが多い。

ダイオードブリッジのおすすめ参考サイト


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