什麼是橋式整流器計算機？
橋式整流器透過四顆二極體將交流（AC）轉換成脈動的直流（DC），在交流波形的正負半週都能導通，也就是所謂的全波整流。這個計算機會根據你輸入的峰值輸入電壓、二極體順向壓降、負載電流、市電頻率與濾波電容值，估算經過平滑電容後可以預期的平均直流輸出電壓與漣波電壓。
使用方法
請輸入抵達整流橋的交流波形「峰值」電壓（不是有效值 RMS）。如果你手邊只有 RMS 數值，將它乘上 1.414 即可換算成峰值。接著設定每顆二極體的壓降（矽質二極體通常為 0.7 V，蕭特基二極體約 0.3 V）、預期的負載電流（安培）、你所在地的市電頻率（50 或 60 Hz），以及濾波電容值（微法 µF）。計算機會回傳平均直流輸出、扣除兩顆導通二極體壓降後的峰值直流電壓，以及峰對峰漣波值。
公式說明
全波整流後正弦波的平均值為 2·Vpeak/π ≈ 0.637·Vpeak。由於橋式電路在任一瞬間都有兩顆二極體同時導通，因此要再減去 2·Vdiode。漣波則以 Vripple = Iload /（2·f·C）計算；式中的「2」反映了全波整流器在每個週期內會對電容充電兩次。
實際範例
當 Vpeak = 17 V、Vdiode = 0.7 V 時：Vdc =（2 × 17）/π − 1.4 = 10.823 − 1.4 ≈ 9.42 V。若 Iload = 1 A、f = 50 Hz、C = 1000 µF：Vripple = 1 /（2 × 50 × 0.001）= 10 V 的峰對峰漣波——這明顯代表你需要選用容量大得多的電容。
常數與參考值
全波橋式整流器使用四個二極體，使交流正弦波的兩個半週期以相同方向驅動通過負載的電流。導通路徑始終依序通過兩個二極體，因此從峰值中減去兩個正向電壓降。以下是計算中使用的常數和參考數值。
| 數量 | 符號 / 數值 | 備註 |
|---|---|---|
| 平均係數（全波正弦） | 2/π ≈ 0.637 | 全波整流正弦相對其峰值的平均值 |
| 均方根轉峰值係數 | √2 ≈ 1.414 | \(V_{peak} = \sqrt{2}\,V_{rms}\) |
| 矽二極體壓降 | ~0.7 V | 標準整流二極體的典型正向電壓（例如 1N400x） |
| 肖特基二極體壓降 | ~0.3 V | 壓降較低，熱量較少，適用於低壓電源 |
| 鍺二極體壓降 | ~0.3 V | 舊技術，正向電壓低 |
| 漣波頻率 | 2 × 線路頻率 | 50 Hz 電源為 100 Hz，60 Hz 電源為 120 Hz |
變數單位
| 欄位 | 變數 | 單位 |
|---|---|---|
| vpeak | 峰值輸入電壓 \(V_{peak}\) | 伏特 (V) |
| vdiode | 二極體正向壓降 \(V_{diode}\) | 伏特 (V) |
| iload | 負載電流 \(I_{load}\) | 安培 (A) |
| freq | 線路頻率 \(f\) | 赫茲 (Hz) |
| cap | 濾波電容 \(C\) | 法拉 (F)；通常以微法拉 (µF) 輸入 |
平均直流輸出（無濾波電容）為 \(V_{DC} = \frac{2 V_{peak}}{\pi} - 2 V_{diode}\)。加入濾波電容後，輸出上升至峰值減去兩個二極體壓降，峰對峰漣波估計為 \(V_{r(pp)} = \frac{I_{load}}{2 f C}\)，其中 \(2f\) 是漣波頻率。
解釋您的結果
平均直流 vs 峰值直流。不使用濾波電容時，輸出是一系列半正弦波束，其平均值為 \(\frac{2 V_{peak}}{\pi} - 2 V_{diode} \approx 0.637\,V_{peak}\) 減去兩個二極體壓降。加入濾波電容後，電容將輸出保持在接近峰值 \(V_{peak} - 2 V_{diode}\)，有意義的數值變為該峰值級加上漣波。
峰對峰漣波的含義。峰對峰漣波是指在充電脈衝之間電壓下降的幅度，直到下一個脈衝將其恢復的程度。用百分比表示，漣波 % = \(\frac{V_{r(pp)}}{V_{DC}} \times 100\)。例如，15.6 V 輸出上的 1.0 V 漣波約為 6.4 %。下游的線性穩壓器只要谷值保持在穩壓器的掉壓電壓之上就能容許適度的漣波，但敏感的類比電路希望漣波遠低於 1 %。
降低漣波需要更多 C 或更高的 f。因為 \(V_{r(pp)} = \frac{I_{load}}{2 f C}\)，您可以透過增加濾波電容或在更高的漣波頻率下工作來降低漣波（60 Hz 電源的漣波頻率為 120 Hz，相比於 50 Hz 電源對於相同電容要少漣波約 17 %）。除非您的負載實際上吸收更少電流，否則您無法透過降低負載電流來降低漣波。
警告標誌。如果計算器報告漣波為幾伏特，則電容器對於所提取的電流而言尺寸過小 — 輸出谷值可能下降太低，使穩壓器無法維持其目標，導致嗡鳴或不穩定。增加 C 直到漣波是直流輸出的一小部分為止。
近似注記。這些結果假設理想二極體具有固定的正向壓降，相對於變壓器能力的輕到中等負載，以及簡單的線性放電漣波模型。實際電源具有變壓器繞組電阻、二極體動態電阻和電容器 ESR，這些都會增加電壓降並改變漣波形狀，因此請將這些數值視為設計估計而非確切值。
常見問題
為什麼漣波公式用 2f？橋式整流器在每個交流週期會產生兩個脈衝，因此電容充電的頻率是半波電路的兩倍，漣波也因此減半。
該用峰值還是 RMS 電壓？請用峰值。整流橋看到的是瞬間峰值；對正弦波而言，RMS × 1.414 = 峰值。
為什麼要減去兩顆二極體的壓降？在全波橋式電路中，電流永遠是串聯流經兩顆二極體，因此輸出會被這兩顆二極體的順向電壓一起拉低。
