パワーエレクトロニクス回路
コンデンサが、脈動の1周期の間、負荷の電流をすべて供給するとして見積もる。50 Hzの交流を全波整流し、10,000 µFの平滑コンデンサで平滑して、一定の2 Aの電流を負荷に流すとき、出力電圧の脈動(山から谷まで)のおおよその値はどれか。
- A約1 V
- B約2 V
- C約4 V
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正解：B. 約2 V
全波整流では、脈動の周期は電源の半周期の 1/(2 × 50 Hz) = 10 msです。その間にコンデンサが2 Aを供給すると、放出する電荷は 2 A × 10 ms = 20 mCで、電圧の低下は ΔV ≈ I/(2fC) = 20 mC ÷ 10,000 µF = 2 Vです。実際には山の少し手前から次の充電が始まるので、脈動はこの見積もりより少し小さくなります。半波整流では脈動の周期が20 msになり、同じ条件で約4 Vになります。
- A. 放電の時間を脈動の周期の半分(5 ms)としたときの値です。全波整流でも、コンデンサはほぼ10 msの間放電します。
- B. 正しい。ΔV ≈ I/(2fC) = 2 ÷ (2 × 50 × 0.01) = 2 Vです。
- C. 半波整流のときの値です。全波整流では1周期に2回充電されるので、脈動はその半分になります。