今回は、トランスでAC100Vの商用電源と絶縁され、電圧が下げられた交流電源を整流して利用します。
　前回は半波整流回路でしたが、秋月電子通商で販売しているトヨデンのトランス30V 0.5A（HT3005）を例に、ここでは全波整流回路を考えます。写真は、同社の電圧の異なるモデルです。

　トランスHT3005は、最大電圧は30Vで、15Vのタップが30Vの巻き線の中間に用意されています。この中間のタップをセンタ・タップと呼びます。このセンタ・タップが用意されているため、次に示すように多様な利用方法が選択できます。

●センタ・タップ方式の全波整流回路

　センタ・タップをもったトランスをAC電源として全波整流回路のシミュレートを行います。電源トランスの出力を二つのVoltageで構成します。次のように、センタ・タップから上の巻き線からの電源V1と、センタ・タップから下の巻き線からの電源V2の二つのVoltageを割り当てます。

　この回路のシミュレーションの結果を次に示します。この回路では、V1+（青）の交流電源のプラス側に振れているときダイオードD1経由で出力OUT1(緑)へ供給されます。V1+の交流電源がマイナス側に触れている場合、V1からの電力の供給は遮断されます。代わって、このときにはV2－の交流電源のマイナス側出力はプラス側に振れています。そのため、V2－の出力はD2経由でOUT1に電力が供給されます。

　その結果、上に示すように青、赤、青、赤のプラス側の波形が取り出され、out1に示されるようにもれなく全波整流が行われています。
　V(out1)の出力波形は、次に示すようにV(v1+)、V(v2-)の入力は波形よりわずかに低い値になっています。この差はD1、D2のダイオードによる電圧降下の影響です。センタ・タップを利用した全波整流回路ではこのようにダイオード一つ分の電圧降下ですが、ダイオード・ブリッジによる全波整流回路では倍の電圧降下になります。

●平均値、実効値（RMS）を求める

　波形表示の画面の波形の表示名V(out)、V(v1+)、V(v2-)を、Ctrlキーを押しながらマウスでクリックすると次に示すように、平均値を求める開始時間、終了時間、波形の平均値および実効値が表示されます。

●V(v1+)の実効値（RMS）

●V(v2-)の実効値（RMS）

　V1＋、V2－の元の電源はピーク値を21Vに設定しました。実効値は21V/1.414＝14.84Vで、ほぼ同一の値となりました。

●整流後の実効値（整流出力のout1）

　上記の結果から、V1+、V2-と整流後の電圧の差が0.722Vとなります。ダイオード一つ分の電圧降下に相当します。
　次回は、整流回路からの出力平滑な直流にするコンデンサによる平滑回路、負荷を接続したときのリプルの状態などを検討します。

（2018/4/24 V1.0）

<神崎康宏>