第三種電気主任技術者・2010年度・機械

2010年度 機械 問10

図1は、降圧チョッパの基本回路である。オンオフ制御バルブデバイス Q は、IGBT を用いており、T2\dfrac{T}{2} [s] の期間はオン、残りの T2\dfrac{T}{2} [s] の期間はオフで、周期 TT [s] でスイッチングし、負荷抵抗 RR には図2に示す波形の電流 iRi_R [A] が流れているものとする。
このとき、ダイオード D に流れる電流 iDi_D [A] の波形に最も近い波形は、図2の(1)から(5)のうちのどれか。

2010年度 機械 問10の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2010年度 機械 問10

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正答:(5)

要点

正解は(5)。降圧チョッパの動作波形を考えます。 ・ QがONの期間 (0∼T/20 \sim T/2): 電流は電源から Q→L→RQ \to L \to R へ流れます。このときダイオード D には逆電圧がかかり電流は流れません (iD=0i_D = 0)。

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正解は(5)です。
降圧チョッパの動作波形を考えます。
・QがONの期間 (0∼T/20 \sim T/2): 電流は電源から Q→L→RQ \to L \to R へ流れます。このときダイオード D には逆電圧がかかり電流は流れません (iD=0i_D = 0)。
・QがOFFの期間 (T/2∼TT/2 \sim T): インダクタ LL に蓄えられたエネルギーにより電流が還流します。経路は L→R→D→LL \to R \to D \to L です。このとき iD=iRi_D = i_R となります。
・波形の形状: 図の iRi_R は、ON期間に増加し、OFF期間に減少する三角波状のリプルを持っています。
・したがって、iDi_D は 0∼T/20 \sim T/2 でゼロ、T/2∼TT/2 \sim T で iRi_R と同じ(減少していく)波形になります。
・これに合致するのは選択肢 (5) です。
以上より、選択肢(5)が正解です。

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