全波整流波形観測時の失敗談（１）～二つの全波整流波形

2026年2月23日 2026年2月23日

講師Kazu

全波整流回路は、AC電源をDC電源に変換するときなどに使いますが、AC100Vを直流の140Vに全波整流した波形をオシロスコープで観測したときの失敗談を書きます。

全波整流回路と平滑回路を説明する代表的な絵をコピーさせていただいたので、下に示します。

図の一番上は回路図で、左端の「丸」の記号は交流の電圧源を表します。

その右の「4個の矢印」が「ダイオードブリッジ」という部品で、この部品で全波整流を行います。

その右側の「コンデンサー」と「負荷_LOAD」で全波整流波形が平滑化されますが、「負荷_LOAD」は抵抗と考えてください。

次に、回路図の下の3つの波形を説明します。

Ⓐ 左端の電圧源の出力波形で、「ダイオードブリッジ」の入力波形です。

Ⓑ「コンデンサー」がない場合の「ダイオードブリッジ」の出力波形で、これが全波整流波形です。

Ⓒ「コンデンサー」がある場合の「ダイオードブリッジ」の出力波形で、全波整流波形を平滑化した波形です。

このような説明が一般的ですが、自分の失敗は、これらの波形の基準を深く考えなかったために起きました。

上のⒶ Ⓑ Ⓒの波形の基準は、なんとなく全て「0V」と思っていましたが、実際にはⒶと、Ⓑ Ⓒで波形の基準が異なります。

そのことを、次の項に書きます。

まず、「コンデンサー」がない場合の全波整流回路を下に示します。

「矢印4個のダイオードブリッジ」の入力波形は、左端の「丸に波線」のAC100Vの電圧源で、左下の波形です。

この波形については、「直流と交流の違い〔１〕（AC100Vの波形）」も参考にしてください。

中央に引いた横軸の0V上には、黒い線で「② AC100V入力（N）」が描かれています。

茶色い線の「① AC100V入力（L）」は、経過時間「-20～0ms」では「0V」で、「0ms」以降は「20ms」周期で「+141V」と「-141V」を上下する正弦波です。

「ダイオードブリッジ」への入力波形なので「入力」と書きました。

右側の波形は「0V」付近を拡大した波形で、経過時間「0～30ms」の波形です。

次に、「ダイオードブリッジ」から出力される「全波整流波形」ですが、左下になります。

右側の波形は、先ほどと同様に「0V」付近を拡大した、経過時間「0～30ms」の波形です。

この波形は、前の項で説明したⒷの「全波整流波形（下図）」とは全く違って見えます。

その理由は、前に書いたように波形の基準が異なるためです。

例えばオシロスコープで波形を観測する場合、下の画像のようなプローブを使用して、図に「GND(基準)接続」と書いた「ワニ口クリップ」を、「GND(グランド)」や「0V」など波形の基準になる位置に取り付けます。

そして、観測したい波形の位置に、「波形測定部」の先を押しあてます。

こうして観測される波形は、この「ワニ口クリップ」をどこに取り付けるかで変わります。

上の波形をもう一度下に貼りつけますが、この赤と青の波形は、「ワニ口クリップ」を「② AC100V入力（N）」に取り付けたときの波形です。

次に、この「ワニ口クリップ」を「④ 全波整流（－）」に取り付けると、「③ 全波整流（＋）」の波形は下のようになります。

この赤い線の波形が、上のⒷの波形です。

上の二つの波形では、「③ 全波整流（＋）」と「④ 全波整流（ー）」の電位差を見ると同じですが、見た目は異なります。

このように、どこを基準にするかで波形は変わってきます。

しかし、こんなに変化する「④ 全波整流（ー）」を基準にして良いのかと、疑問に思う人もいると思いますが、その辺りは「失敗談（２）」に書きます。

このときの回路図は、下記になります。

今回の「平滑波形」は、「④ 全波整流（ー）」を基準にして描きましたが、もちろん「② AC100V入力（N）」基準でも描けます。

次回の「失敗談（２）」では、それらの波形についても説明しようと思います。

ちょっと分かりづらい内容になると思いますが、頑張ってみます。

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