最近、大容量のDC電源はスイッチング・レギュレータが普通になっていますが、AC100Vの商用電源をトランスで低電圧化して整流・平滑化する従来タイプの電源も、小容量の電源の場合は簡便に利用できるので、まだまだ利用価値があります。
今回は、実験回路などで利用するDC電源の回路を考えます。AC電源100Vの電源からトランスで十数ボルトの低電圧AC電圧を取り出し、ダイオードを利用した整流回路、コンデンサによる平滑回路で実験用のDC電源を得る場合の各回路の動作状況を検討します。
シミュレーションは、トランスの出力の低電圧のAC電源から始めます。AC電源はVoltageを正弦波出力に設定したものを用います。
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する方法について考えます。
回路図エディタにトヨデンの次に示す 30V 0.5A（HT3005）の回路図部品が用意されていましたので、このトランスを例にして全波整流回路の例を示してみました。
全波整流回路について、直流電源として利用できるようにコンデンサを挿入して整流した出力を平滑化します。その際、コンデンサの容量をどの程度の大きさにすればよいか検討します。
検討の条件として、前回の整流回路の出力をコンデンサによる平滑回路で平準化し、プラス15Vの安定化電源出力を得るものとします。
その際、全体の回路をシンプルにするために、三端子の固定出力のレギュレータICを使用して、安定化電源を得るものとします。
この三端子レギュレータの電圧降下分を3Vとして、平滑化出力の最低電圧は、
安定化出力の電圧（15V）+ レギュレータの電圧降下分（3V）
＝ 15 + 3 ＝ 18V となります。
ブレッドボードで電子回路のテストを行うときの電源を想定して、0.5Aの最大電流を満足するものとします。
以上の条件をまとめると、
安定化出力 15V
レギュレータのドロップ電圧 3V
最大消費電流 0.5A
負荷を 36Ω
として、平滑回路のコンデンサの容量を確認します。
ダイオードのモデル
LTspice/SwitcherCADIIIには、デフォルトのダイオード・モデル以外によく利用されるタイプの実モデルが63種類用意されています。シリコン・ダイオード、ショットキー・バリア・ダイオード、ほかツェナー・ダイオード、日亜のLEDなど各種のダイオードのモデルがありました。
小信号用シリコン・ダイオードのIN4181、ショットキー・バリア・ダイオードRB10L-40（ローム）、デフォルトのダイオードの電圧、電流の関係をDC解析によりシミュレートしてみました。
入出力信号の比較について
今回は、フィルタ回路の入力信号と出力信号を比較する方法を検討します。回路としてはCRのフィルタ回路について考えます。今回も、次に示す抵抗とコンデンサのフィルタ回路を例に考えます。
シミュレーションの結果について、FFT（Fast Fourier transform）を行うことができます。今回は電圧源（Voltage）で三角波、正弦波などの信号を発生しFFTにより高調派の成分を確認してみます。
三角波の作成
OPアンプなどを利用して三角波発生回路をつくり回路をシミュレートするのが本来ですが、今回は、電圧源のPWLの機能を利用して三角波を作ります。三角波の発生回路は今後別に取り上げます。
電圧源の設定
V oltageをマウスの右ボタンでクリックし、Advancedボタンをクリックし、次のVoltage Sourceの設定画面を表示します。
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