参考書には昇圧チョッパ、降圧チョッパ回路をみることがありますが、昇降圧チョッパ回路をみることはあまりないように思えます。
今回はこの昇降圧チョッパ回路の出力側の電圧を求めます。
それでは、いってみましょう。
回路図
回路図です。
E[V]:電源電圧,V[V]:出力電圧,Tr:トランジスタ(スイッチ),I[A]:回路を流れる電流
リアクトルのインダクタンスは非常に大きいため、回路に流れる電流は連続していると考えます。
考え方
このような流れでやります。
トランジスタ=on時の電流の流れを考える
トランジスタ=off時の電流の流れを考える
(リアクトルに与えられたエネルギー)=(リアクトルから放出されたエネルギー)として出力電圧を求める
トランジスタ=on時の電流の流れを考える
このときの電流の流れは図のようになります。
ダイオードには逆バイアスがかかっているため、出力側には電流は流れません。
リアクトルは電源からエネルギーをもらっている感じです。
トランジスタがonしている間(Ton)に、リアクトルが電源からもらえるエネルギーW1[J]は
W1=E*I*Ton[J]・・・①
となります。
トランジスタ=off時の電流の流れを考える
このときの電流の流れは図のようになります。
これはtr:onの時にリアクトルに蓄えたエネルギーを出力側に放出している感じです。
トランジスタがoffしている間(Toff)に、リアクトルが出力側に放出しているエネルギーW2[J]は
W2=V*I*Toff[J]・・・①
となります。
(リアクトルに与えられたエネルギー)=(リアクトルから放出されたエネルギー)として出力電圧を求める
①式=②式になります。
E*I*Ton=V*I*Toff
V=Ton/Toff*E
Ts=Ton+Toff、α=Ton/Tsとすると、Ts[s]:(周期),α:通流率
V=E*Ton/(Ts-Ton)=E*α/(1-α)・・・③
となり出力電圧を求めることができました。
降圧するための条件
V<Eということになります。
V-E<0となるようなαの条件は③式を使うと
V-E=E{α/(1-α)-1}<0
E>0,0<α<1より0<1-α<1なので,両辺を(1-α)でかけると
α-(1-α)<0⇒α<1/2
よって0<α<1/2の範囲であれば出力電圧を降圧させることができます。
昇圧するための条件
V>Eということになります。
これを降圧時と同様にして解くと、α>1/2となります。
1/2<α<1の範囲であれば出力電圧を昇圧させることができます。
本日はここまでです、毎度ありがとうございます。
