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電気回路CAD演習

第7講 整流回路

交流電源から直流電源を得る整流回路を解析します。

ダイオードとコンデンサとで簡単に作れそうですが、いろいろ問題があります。じっさいの電源回路は、ここの題材よりかなり複雑なものになっています。

問題 7

(1) 図のようなコンデンサ・インプット形整流回路の入力電流と出力電圧波形を観測せよ。また入力電流のピーク値はいくらか。

circuit diagram 7-1
ダイオードはライブラリ breakout にある Dbreak を使う。
V1 にはライブラリ source にある VSINE を使う。

C1=1000uF は 1mF と同じ意だが、慣習上 1000マイクロ(の代わりに u)と表記した。慣習ではコンデンサについて μ も記載されず、単に 1000 とだけ表記されることが多い。


次の回路も含め、電源V1 → ダイオードD1 → C1 の経路に抵抗が存在しない。このような回路ではループ電流が無限大となって解析に失敗することがある。 たまたまOKなのは、この解析では t=0 で電源電圧を 0V からスタートさせているから。 現実の回路では電源投入時の位相が不明で、ときに過大な電流が流れ込む。「突入電流」と呼ぶ。

(2) 次の回路を解析し、上の回路の解析結果と比較せよ。

Rectifying circuit 2

「突入電流」の問題はこの程度のインダクタを挿入しても解決しない。むしろ電源投入時に過大な電圧が生じる。(L1をたとえば 100mHに変更してみよ。)

(3) 次の回路を解析し、上の回路の解析結果と比較せよ。

Rectifying circuit 3

抵抗R2の存在で、電源投入時の特性はかなりおとなしくなる。しかしR2は常に電力を消費する。実用回路では、電源投入時の過渡現象が収まったところで R2を短絡するなどの方法が採られる。


(初出: 14 Jan 2013)