アリスのユニバーサル・ブリッジ・ボード（多目的整流平滑基板）
（ＵＢＲ－１）キットの説明
【簡単なもくじ】
【キットの概要】
アリス 「様々なダイオードやブリッジダイオード、表面実装ダイオードを実装できる多目的整流基板です。名前はＵＢＲ－１です。」
みみずく 「ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）なんかは表面実装部品の方が入手が容易で安価だからいいかもね。」
アリス 「最小パターンギャップは３．５㎜で設計しましたので、基板の耐圧を見積もるときの参考にしてください。」
みみずく 「前回も言ったけど、ドイツ規格を参考にするなら耐電圧はおよそＡＣ２５０Ｖ（ＤＣまたはピーク３５０Ｖ）、
無理をしてもＡＣ５００Ｖ（ＤＣ７００Ｖ）までにした方がいいんじゃないかな？もちろん実行と結果は自己責任だ。」
アリス 「整流方式もブリッジ両波整流、センタータップ両波整流、倍電圧両波整流、半波整流（これはヤメテおきましょうネ！）、などに対応可能で、
正負両電源としても正負単電源としてもセッティング可能なので、電源システムのベースとしてかなり使いやすいと思います。」
みみずく 「なかなかフレキシブルな基板になったじゃないか。頑張ったねアリス。」
アリス 「えへへ♪ありがとうございます。おかげでアートワークに時間かかっちゃったんですけどね～。」
【頒布について】
・アリスのユニバーサル・ブリッジ整流基板 ＵＢＲ－１
内容
基板（175㎜×52.5㎜）………１枚
※本キット基板はセッティング自由度が高い為、各パーツは付属していません。
ご注文についてはオーダーについてをご参照下さい。
【キットの使い方】
アリス 「まずは本基板の写真と回路図です。写真はクリックすると拡大します。」
みみずく 「まぁ、回路としては簡単なものだな。」
アリス 「基板中央がフリーコネクトになっていて、ここが今回のミソです。」
みみずく 「たったこれだけのことで、応用範囲が飛躍的に広がるんだから面白いよな。
ここに抵抗（Ｒ）をいれることでＣＲフィルターになるし、
インダクター（Ｌ）をいれるとＬＣフィルターになる。」
アリス 「それでは具体的な使い方の目安について見ていきましょう。」
アリス 「ごく一般的な正負電源の整流・平滑回路です。ブリッジ整流を行ないます。」
みみずく 「この場合は、基板に記載してある例（e.g.）の通りとなるわけだ。」
アリス 「はい、これが回路図です。」
みみずく 「センタータップ式のトランスがなくても同じトランスが２つあれば同様のことができる。」
アリス 「そのためにセンタータップ（ＣＴ）用の端子をもうひとつ用意しておきました。」
みみずく 「Ｒについては発熱を考慮しながら決めると良い。もちろん０Ωでも構わない。
Ｒの抵抗値を高めるほどに、また、Ｃの静電容量を高めるほどにＣＲフィルターの効果が強まる。
Ｒの発熱量の計算は次のとおり。」
・Ｒの発熱量（Ｗ） ＝ 出力電流（Ａ）＾２ × Ｒ（Ω） ：ここで ＾2は２乗の意
アリス 「だいたい定格の半分くらいまでで使うといいんですよね。」
みみずく 「そうだね。あと、注意が必要なのはコンデンサーやダイオードの耐圧。
例えば、センタータップ式のトランスで１２－０－１２、もしくは独立した２つの０－１２の巻線を持つものを使ったとする。
交流電圧１２Ｖのピークは√２倍になるから約１７Ｖだ。
平滑コンデンサーの耐圧は最低これ以上あればよいことになる。
ダイオードには両波分の逆電圧がかかるから１７×２＝３４Ｖで、ダイオードの逆耐圧は最低でも３４Ｖ以上あればよいことになる。
ただし、無負荷時はトランスの出力電圧が定格の１．５倍くらい高くなる可能性があるから、（小型トランスほど顕著）
それも考慮する必要がある。
話を簡単にするために、センタータップ式整流ではコンデンサーは２．２倍、ダイオードは４．４倍としよう。
・平滑コンデンサーの必要耐圧 ≒ １２ × ２．２ ＝ ２６．４
・ダイオードの必要耐圧 ≒ １２ × ４．４ ＝ ５２．８
つまりこの場合、既製品から選ぶとすると２５Ｖ品と５０Ｖ品ではそれぞれ耐圧オーバーの可能性があるから、
コンデンサーの耐圧は３５Ｖ品以上、ダイオードの耐圧は７０Ｖ品以上であれば安心ということ。」
アリス 「単電源は回路がシンプルでわかりやすいですね。」
みみずく 「そうだね。まぁ、特別なことは何もない。正電源用はこうだね。」
アリス 「負電源用はこうですね。」
みみずく 「ちょっと面白い使い方として、こういうのもある。」
アリス 「出力を２系統に分けたんですね。」
みみずく 「そう、個別にＣＲフィルターでデカップリングをかけて独立性を高めた、Ｖ１＋とＶ２＋という出力が得られる。
なかなか実用的じゃないかな？」
アリス 「トランスにＡＣ１２Ｖ出力のものを使うと、平滑コンデンサーと整流ダイオードの耐圧は、
安全を見越して定格交流電圧の２．２倍以上の耐圧を持つものを使うとよいですね。
コンデンサーは３５Ｖ耐圧品があります。」
・コンデンサーとダイオードの必要耐圧 ≒ １２ × ２．２ ＝ ２６．４
みみずく 「この方式は正負出力、０Ｖのそれぞれの経路で、電源トランスとの間にダイオードが挿入されているのが欠点といえば欠点なんだけど、
ダイオードの耐圧を低く出来る利点がある。」
アリス 「単電源でもセンタータップ式両波整流ってあるんですね。」
みみずく 「というのか、むしろセンタータップ式としてはこちらの方が主流だったんだよ。」
アリス 「え？そうなんですか？」
みみずく 「正負両電源が使われるようになったのはオペアンプなどの半導体回路が主流になってからなんだ。」
アリス 「それは知りませんでした。電源といえば正負両電源がメインだと思ってました。」
みみずく 「この整流方式ではブリッジダイオードのうち半分のダイオードしか機能しない。
正電源の場合はＤ３、Ｄ４のみを使用する。もちろんブリッジダイオードを使っても構わない。」
アリス 「では、負電源は同様にこうですね。Ｄ１、Ｄ２を使用します。」
みみずく 「そうそう。だいぶ要領がつかめてきたじゃないか。」
アリス 「この場合、センタータップ式のトランスで ０－１２－２４、や１２－０－１２、もしくは独立した２つの０－１２の巻線を持つものを使ったとすると、
定格交流電圧１２Ｖのピーク電圧は√２倍になるから約１７Ｖで、
平滑コンデンサーの耐圧は安全のために１２Ｖの約２．２倍の２６．４Ｖ以上、つまり３５Ｖ耐圧品以上が必要です。
ダイオードにはトランスのＡＣ間の逆電圧がかかるから定格時は１７×２＝３４Ｖで、
センタータップの場合、ダイオードの逆耐圧はコンデンサーの倍必要ですから、１２Ｖの約４．４倍の最低でも５２．８Ｖ以上が必要です。」
みみずく 「この整流方式はダイオードに高い耐電圧が必要になるんだけど、
０Ｖとトランスのセンタータップ（ＣＴ）の間にダイオードが割り込まないメリットがある。
そのぶんグランドのインピーダンスが下がるし、ダイオードの電圧降下によるロスも少ないわけだ。」
アリス 「そう聞くと魅力的な方法に感じちゃうわ。」
みみずく 「次はちょっと変則的な使い方で、倍電圧両波整流回路。」
アリス 「倍電圧？」
みみずく 「そう、倍電圧。コンデンサーに充電しつつ、コンデンサーとトランスを直列にすることで、
トランスの出力電圧の倍の整流出力電圧を得る回路だ。」
アリス 「すごーい。こんな方法があるのね。初めて見ました。」
みみずく 「真空管回路には良く使われるんだよ。
大電流を取り出すことは出来ないけど、トランスの昇圧用の巻線を増やさなくても高電圧を得ることができる。」
アリス 「こんな応用方があるとは思いませんでした。」
みみずく 「この基板は融通が利くからこんなことも出来る。」
アリス 「設計したのはあたしなのに思いつきませんでした。」
みみずく 「この整流方式では以下のように接続する。上の例ではＤ１、Ｄ３のみが機能し、下の例ではＤ２、Ｄ４のみが機能する。
ブリッジダイオードを使っても特に問題はない。」
アリス 「なんだか動作がわかりにくいわ。」
みみずく 「経路にコンデンサーが直列に入るからね。他の整流方式とはちょっと違う。」
アリス 「まだまだ勉強が必要みたいです。 →コチラでやってみました。」
みみずく 「この回路でＡＣ１２Ｖ出力のトランスを使うと、定格時ピーク電圧は√２倍で約１７Ｖ。
コンデンサーの耐圧は１２Ｖの２．２倍である２６．４Ｖ以上の３５Ｖ耐圧品以上が必要。
ダイオードにはさらにその倍である５２．８Ｖ以上の７０Ｖ耐圧品以上が必要になる。」
【実装例など】
コンデンサーはφ２５．４㎜が４個、φ１８㎜～１２㎜が６個、φ１０㎜は１０個まで実装できます。
φ２５．４㎜は基板自立品を実装可能です。
入手しやすい、おなじみの端子台（ターミナルブロック）も使えるようになってます。
ケミコンボードに採用した金メッキ・ネジ止め端子が使えるようになっています。お好みでどうぞ。
アリス 「というわけで、パーツを基板に半田付けして、ユーザーの責任と判断のもと、充分に注意してご使用ください。
本製品の製作・使用等に伴う事故や損害等につきましては、こちらでは一切の責任を負いませんので、あらかじめご承知置きくださいね。」