日本語
メニュー

平滑コンデンサとは

へいかつこんでんさ

整流回路の出力などに並列に入れ、電圧の脈動を小さくして直流に近づけるコンデンサ。電圧が高いときに充電され、低いときに負荷へ電流を供給する。商用の周波数の整流回路では大容量のアルミ電解コンデンサが、スイッチング電源の出力ではセラミックコンデンサなども使われる。全波整流の場合、脈動の大きさ(山から谷まで)はおよそ 負荷電流 ÷ (2 × 電源の周波数 × 容量) で見積もれる。

やさしい解説で読む: 交流と直流の違いとは? インピーダンスをやさしく

「平滑コンデンサ」は、1分野の4問の練習問題に出てきます(パワーエレクトロニクス回路など)。

この用語の分野: パワーエレクトロニクス回路

平滑コンデンサの練習問題に挑戦

実効値100 Vの正弦波交流を、理想的なダイオードのブリッジで全波整流した。平滑コンデンサがないときの出力電圧の平均値に最も近いものはどれか。

  1. A約90 V
  2. B100 V
  3. C約141 V
答えと解説を見る

正解：A. 約90 V

正弦波の最大値は Vm = √2 × 100 ≈ 141 Vです。全波整流した波形の平均値は (2/π) × Vm = (2√2/π) × V ≈ 0.90 × 100 ≈ 90 Vになります。100 Vは全波整流した波形の実効値で、入力の実効値と同じ値です。半波整流なら、負の半周期が抜けるので平均値はその半分の約45 Vです。

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。

  1. A約1 V
  2. B約2 V
  3. C約4 V
答えと解説を見る

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。

解説の中の「平滑コンデンサ」

「平滑コンデンサ」が出てくる問題(4問)

  1. 実効値100 Vの正弦波交流を、理想的なダイオードのブリッジで全波整流した。平滑コンデンサがないときの出力電圧の平均値に最も近いものはどれか。
  2. 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。
  3. 三相交流を6個のダイオードのブリッジで整流する三相全波整流回路の出力の特徴として、正しいものはどれか。
  4. インバータで駆動している誘導電動機を、周波数を下げて急に減速させたときに起こりうることと、その対策の組み合わせとして、正しいものはどれか。

パワーエレクトロニクス回路の参考書を探す PR

Amazonの検索結果へのリンクです。Amazonのアソシエイトとして、半導体教室は適格販売により収入を得ています。

この用語が出てくる比較

関連する用語

整流回路 実効値 三相交流 インバータ 誘導電動機 逆起電力 降圧チョッパ(バックコンバータ) サイリスタ 昇圧チョッパ(ブーストコンバータ) 昇降圧チョッパ(バックブーストコンバータ)

用語集の一覧へ