2023年度 下期 機械 問16(b)
問題文
この問題の誤りを報告図1に示す降圧チョッパの回路は、電圧Eの直流電源、スイッチングする半導体デバイスS、ダイオードD、リアクトルL、及び抵抗Rの負荷から構成されている。また、図2には、図1の回路に示すダイオードDの電圧 と負荷の電流 の波形を示す。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
電圧 が100V、降圧チョッパの通流率が50%、負荷抵抗Rが2とする。デバイスSは周期Tの高周波でスイッチングし、リアクトルLの平滑作用により、図2に示す電流のリプル成分は十分小さいとする。電流の平均値 として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
出典：第三種電気主任技術者 2023年度 下期 機械 問16(b)
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正答：(2)
要点
正解は(2)。リアクトルで電流リプルが十分小さい条件では、出力平均電圧を とおけます。通流率50%から平均電圧50Vを求め、抵抗2Ωで割ることが要点です。
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この問題では、降圧チョッパの平均出力電圧が通流率に比例することを使い、平均電流へ変換します。
降圧チョッパの出力電圧平均値 は、入力電圧 と通流率（デューティ比） の積になります。
負荷電流の平均値 は、
ここではリプル成分を無視できるので、瞬時波形の細かな上下ではなく平均値だけを扱います。したがって 、 となり、選択肢(2)が最も近い値です。