前回はダイオードを使った単相半波整流回路の負荷にかかる電圧、電流について記事をかきました。
今回は単相ブリッジ整流回路になります。
それでは、いってみましょう。
単相全波整流回路
回路図はこのようになります。
v[V]:電源の印加電圧,vd[V]:出力電圧,I[A]:電流
電源の印加電圧の波形を示します。
電圧が0以上のときの向きを順電圧の向きとします。
それでは負荷が抵抗負荷の場合と誘導負荷の場合にわけて負荷に加わる電圧、電流についておさえていきます。
負荷が抵抗負荷のとき
ダイオードがない場合の負荷にかかる電圧波形と電流波形はこのようになります。
負荷が抵抗負荷なので電流と電圧の位相は同じです。
この回路にダイオードをつけます。図になります。
ここからは少し回路が複雑になります。1周期の間に電流がどのように流れるのかおさえていきます。
電源電圧の周期が0<θ<πのとき
このときの電源の電圧はプラスです。よってD1とD4に電流が流れるようになります。
回路図に示します。
負荷にかかるvd,iは図のようになります。
電源電圧の周期がπ<θ<2πのとき
このときの電源の電圧はマイナスです。よってD2とD3に電流が流れるようになります。
回路図に示します。
負荷にかかるvd,iは図のようになります。
0<θ<2πの間に負荷にかかるvd,iはこのようになります。
電流も電圧もプラスになることがわかります。
負荷が誘導負荷のとき
ダイオードがない場合の負荷にかかる電圧波形と電流波形はこのようになります。
負荷が誘導負荷なので電流は電圧に対してπ/2位相が遅れます。
この回路にダイオードをつけます。負荷がコイルになり図のようになります。
ここからも1周期の間に電流がどのように流れるのかおさえていきます。
電源電圧の周期が0<θ<π/2、π/2<θ<πのとき
周期が0<θ<π/2の場合から考えます。
このときの電源の電圧はプラスです。D1,D4が動作します。
負荷にこの電源電圧がかかります。
しかしダイオードがない場合の電流波形より、電流はマイナスです。
図にするとこの向きに電流が流れることになります。
D1,D4素子からみて、この電流は逆方向です。
よって、D1,D4素子に電流を流すことができません。
状況を回路図に示します。
次に周期がπ/2<θ<πの場合を考えます。
このときの電源の電圧はプラスなので、D1,D4素子が動作します。
ダイオードがない場合の電流波形より電流もプラスです。
よって回路の負荷には図のように電圧、電流が流れます。
0<θ<πの間に負荷にかかるvd,iはこのようになります。
電源電圧の周期がπ<θ<3π/2、3π/2<θ<2πのとき
周期がπ<θ<3π/2の場合から考えます。
電源とコイルの電流電圧波形より、電源の電圧はマイナスです。よってD2とD3が動作します。
しかしダイオードがない場合の電流波形より電流はプラスです。
回路図にこの電流の方向を示します。
D2,D3素子からみて、この電流は逆方向です。
よって、D2,D3素子に電流を流すことができません。
状況を回路図に示します。
次に周期が3π/2<θ<2πの場合を考えます。
電源とコイルの電流電圧波形より、電源の電圧はマイナスです。D2,D3が動作します。
電流もマイナスです。
よって回路の負荷には図のように電圧、電流が流れます。
負荷にかかるvd,iは図のようになります。
0<θ<2πの間に負荷にかかるvd,iはこのようになります。
しかし、コイルの性質から電流波形は下の図のようになります。
このようになる理由についてはこの記事を参照ください。
ブリッジ回路により電流も電圧もプラスになることがわかります。
本日はここまでです、毎度ありがとうございます。
