ForHosting KIT · 開発者向けツール

センタータップ全波整流回路の出力計算

この計算ツールは、センタータップ方式の理想的な無平滑全波整流回路について、出力ピーク電圧と直流平均電圧を求めます。変圧器二次巻線の片端からセンタータップまでのピーク電圧と、ダイオード1個の順方向電圧降下を入力してください。この回路では半周期ごとに1個のダイオードだけが導通する点を反映します。概算、設計確認、実験準備、APIによる再現可能な計算にご利用いただけます。

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ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

変圧器の正しいピーク電圧を入力してください

センタータップ付き二次巻線は、中央の端子を共有する同一仕様の2つの半巻線として考えると理解しやすくなります。この計算でいう入力ピーク電圧は、二次巻線の片側外端とセンタータップ間のピーク値であり、両外端間の電圧ではありません。仕様書に各半巻線のRMS値が示されている場合は、その値に2の平方根を掛けてピーク値へ変換してください。たとえば12-0-12 Vという表示は、通常、メーカー所定の負荷条件において各外端からセンタータップまでが12 V RMSであることを示します。この場合、ダイオード損失前の理想的な半巻線ピーク値は約16.97 Vです。24 V RMSや両端間のピーク値を入力すると、モデルの電源電圧を2倍にしてしまうため使用しないでください。本計算では、対称な正弦波二次電圧、センタータップを出力帰路として使う構成、両半周期で同じ動作を仮定しています。変圧器の電圧変動率、巻線抵抗、波形ひずみ、半巻線間のばらつきは含みません。

ダイオード降下と計算式をご確認ください

正の半周期では二次巻線の一方が1個のダイオードを通して負荷へ電力を供給し、次の半周期では他方がもう1個のダイオードを通して供給します。回路には整流ダイオードが2個ありますが、任意の時点で導通経路に入るのは1個だけです。そのため、半巻線の入力ピーク電圧から順方向電圧降下を1回だけ差し引きます。出力ピーク電圧は入力ピーク電圧からダイオード降下を引いた値です。続いて、その振幅を持つ全波整流正弦波として扱い、1周期の平均を出力ピーク値の2倍をpiで割って求めます。この平均値は無平滑波形の理想的な直流成分であり、瞬時電圧が常に同じ値になるという意味ではありません。シリコンダイオードの固定降下は初期検討に便利ですが、実際の値は電流、接合温度、素子構造で変化します。精度が必要な場合は、想定動作点に対応するデータシート値をご使用ください。

結果の意味と適用範囲をご理解ください

出力ピーク電圧は、導通中のダイオードによる順方向損失を差し引いた後、負荷に現れる最大計算電圧です。直流平均電圧は、平滑コンデンサーを接続しない全波整流波形の平均です。コンデンサー入力型電源では動作が異なります。コンデンサーは波形の頂点付近で充電され、その間で負荷へ放電するため、平均電圧は高くなり、負荷電流、静電容量、周波数、電源インピーダンス、導通角に応じたリップルが生じます。本ツールは、その平滑後電圧やリップルを計算しません。また、逆方向漏れ電流、動抵抗、変圧器の銅損、電圧変動、スイッチング過渡現象、負荷による波形変形も対象外です。一定のダイオード降下を仮定した理想回路の一次近似として結果をご利用ください。ダイオードのピーク逆電圧と変圧器電流の定格は別途検討が必要です。実回路では、データシート、公差、電源電圧の最悪条件、温度条件、測定、または詳細な回路シミュレーションでご確認ください。

活用例

無平滑直流電源を概算する

フィルター段や安定化段を選ぶ前に、負荷における理想的なピーク値と平均値を求めます。

センタータップ変圧器を確認する

整流ダイオード1個の想定順方向損失を反映し、候補となる半巻線ピーク電圧を比較します。

授業や実験の計算を検算する

入力電圧とダイオード降下の前提を明示し、全波整流平均値の標準式を再現します。

よくある質問

どの入力電圧を指定すればよいですか？

二次巻線のどちらか一方の外端からセンタータップまでのピーク電圧を入力してください。両外端間の電圧は入力しません。

ダイオード降下を1個分だけ引くのはなぜですか？

センタータップ全波整流回路では、各半周期の電流が1個のダイオードだけを通るためです。ブリッジ整流回路では2個が導通するので、損失計算が異なります。

直流平均電圧は平滑後の電源電圧と同じですか？

いいえ。無平滑の全波整流正弦波の平均値です。平滑コンデンサーを使う場合は波形が変わり、負荷、静電容量、周波数の情報が必要です。

変圧器のRMS定格をそのまま入力できますか？

できません。半巻線のRMS値に2の平方根を掛け、ピーク値へ変換してから入力してください。

ダイオード降下が入力ピーク以上の場合はどうなりますか？

一定降下モデルでは正の導通ピークが得られないため、この計算ツールはその入力を受け付けません。

APIリクエストの料金はいくらですか？

APIリクエスト1回の料金は$0.002です。同じ決定論的な計算をブラウザー内で無料実行することもできます。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/fullwave-rectifier

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/fullwave-rectifier \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"input_peak_voltage":12,"diode_drop":0.7}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/fullwave-rectifier", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "input_peak_voltage": 12,
    "diode_drop": 0.7
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/elec/fullwave-rectifier",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "input_peak_voltage": 12,
    "diode_drop": 0.7
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/fullwave-rectifier", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"input_peak_voltage":12,"diode_drop":0.7}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"input_peak_voltage":12,"diode_drop":0.7}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/fullwave-rectifier", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "input_peak_voltage": 12,
  "diode_drop": 0.7
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.fullwave_rectifier",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

KITの完全なドキュメントを見る →