2. 単相全波ダイオード整流回路（ R 負荷） 10.AC-DC コンバータ（整流回路）（ 2 ）

10. AC-DCコンバータ（整流回路）（2）

10. AC-DC Converter (Rectification Circuit) ( 2 )

1. 単相半波ダイオード整流回路（２）

2. 単相全波ダイオード整流回路（R負荷）

3. 単相全波ダイオード整流回路（LR負荷）

講義内容

還流ダイオードの追加 ²

v _S v _o

i _D1

i _D2

i _D1 i _D2

v _s

D ₁

v _o v _L

i _o

v _R D ₂

L R

i _D1

i _D2

インダクタンス

L

徐々に 出力 電流が 直流 に近づく

_D

1 : ON D ₂ : ON

L

L

0

0

0

θ

θ

θ

Mode.1 ³

0 0 0

① ➁ ➂ ④ ⑤ ⓪

θ ₀ θ _m

π 2π

⓪

Mode.1 θ ₀ < θ < θ _m

➢ D ₁

D ₁ = ON

➢ D ₂

D ₂ = OFF

➢ L

v _L = 0

(L)

θ = θ _m

i _o

➢ R

i _o

v _R

（

R

v _s

D ₁

D ₂

L

R

i _o i _D1

v _L v _R

v _o

v _S

v _R v _o

v _L i _D2 i _D1

θ

θ

θ

Mode.2 ⁴

0 0 0

① ➁ ➂ ④ ⑤ ⓪

θ ₀ θ _m

π 2π

⓪

Mode.2 θ _m < θ < π

v _s

D ₁

D ₂

L

i _o i _D1

v _L v _R

v _o

➢ D ₁

D ₁ = ON

➢ D ₂

D ₂ = OFF

➢ L

v _L < 0

エネルギ放出により，

i _o

v _S

v _R v _o

v _L i _D2 i _D1

θ

θ

θ

Mode.3（ Δ ：微小期間） ⁵

0 0 0

① ➁ ➂ ④ ⑤ ⓪

θ ₀ θ _m

π 2π

⓪

Mode.3 π < θ < π+Δ

v _s

D ₁

D ₂

L

R

i _o i _D1

v _L v _R

v _o

i _D2

➢ D ₁

L

動作し，導通し続ける為，

D ₁ = ON

逆バイアスによる電流と

L

D ₁ =

➢ D ₂

D ₂ =

➢ L

v _S

v _R v _o

v _L i _D2 i _D1

θ

θ

θ

Mode.4 ⁶

0 0 0

① ➁ ➂ ④ ⑤ ⓪

θ ₀ θ _m

π 2π

⓪

Mode.4 π+Δ < θ < 2π

➢ D ₁

D ₁ = OFF

L

➢ D ₂

L

D ₂ = ON

➢ L

（

※ L

R

v _s

D ₁

D ₂

L

i _o

v _L v _R

v _o

i _D2

v _S

v _R v _o

v _L i _D2 i _D1

θ

θ

θ

Mode.5 ⁷

0 0 0

① ➁ ➂ ④ ⑤ ⓪

θ ₀ θ _m

π 2π

⓪

Mode.5 2π < θ < 2π+Δ

➢ D ₁

D ₁ = ON

➢ D ₂

L

動作し，導通し続ける為，

D ₂ = ON

逆バイアスによる電流と

L

D ₂ =

➢ L

v _s

D ₁

D ₂

L

R

i _o

v _L v _R

v _o

i _D2 i _D1

v _S

v _R v _o

v _L i _D2 i _D1

θ

θ

θ

Mode.0 ⁸

0 0 0

① ➁ ➂ ④ ⑤ ⓪

θ ₀ θ _m

π 2π

⓪

Mode.0 2π+Δ < θ < θ ₀

➢ D ₁

D ₁ = ON

➢ D ₂

D ₂ = OFF

➢ L

L

電源からの供給エネルギの方が大きいため，

v _L

➢ R

L

θ = θ ₀

v _R

v _s

D ₁

L

i _o

v _L v _R

v _o

i _D1

D ₂

v _S

v _R v _o

v _L i _D2 i _D1

θ

θ

θ

モード解析法による動作解析 ⁹

v

D

D

R

i

i

v

v

v

D

D

R

i

i

v

v

v

D

L

R

i

i

v

v

i_D2 v_s

D

L

R

i

v

v

i

v

D

L

R

i

v

v

i

v

D

D

R

i

i

v

v

Mode.5 Mode.4 Mode.3

Mode.1 Mode.2

D

D

Mode.0

単相全波ダイオード整流回路：R負荷 ¹⁰

単相全波ダイオード整流回路

v _s R v _o

D ₁ D ₃

D ₂ D ₄

i _o

v _S

v _o

i _o

D ₁ , D ₄ : ON

D ₂ , D ₃ : ON

θ

θ 0

0

モード解析法による動作解析：R負荷 ¹¹

v _s v _o

R D ₁ D ₃

D ₂ D ₄

i _o

Mode.1 0 < θ < π

Mode.1

v _s > 0

D ₁ → R → D ₄

v _s v _o

R D ₁ D ₃

D ₂ D ₄

i _o

Mode.2 π < θ < 2π

Mode.2

v _s < 0

D ₃ → R → D ₂

負荷

R

Mode.1

流れるため，出力電圧は全波整流波形となる．

Mode:1 Mode:2

v _S

v _o

i _o

Mode.1 Mode.2

θ

π 2π

0

0

π

θ

単相全波ダイオード整流回路：LR負荷 ¹²

⓪ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦

v _s

v _R

R

D ₁ D ₃

D ₂ D ₄

i _o

v _o v _L

L

i _D+

i _{D ー}

誘導性 負荷に変更

θ

θ

θ 0

0

0 _θ ^π

0+ θ _m+

θ _{0 ー} θ _{m ー}

2π

v _s

v _L

v _o v _R

i _D+ i _{D －}

Mode.1 ¹³

⓪ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦

Mode.1 θ ₀₊ < θ < θ _m+

➢ D ₁ , D ₄

D ₁ , D ₄ = ON

➢ D ₂ , D ₃

D ₂ , D ₃ = OFF

➢ L

v _L = 0

➢ R

i _D+

v _R

R

D ₁ D ₃

D ₂ D ₄

i _o

L

v _R v _L i _D+

v _o

θ

θ

θ 0

0

0 _θ ^π

0+ θ _m+

θ _{0 ー} θ _{m ー}

2π

v _s

v _L

v _o v _R

i _D+ i _{D －}

v _s

Mode.2 ¹⁴

⓪ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦

Mode.2 θ _m+ < θ < π

➢ D ₁ , D ₄

D ₁ , D ₄ = ON

➢ D ₂ , D ₃

D ₂ , D ₃ = OFF

➢ L

v _L < 0

➢ R

i _D+

v _s

R

D ₁ D ₃

D ₂ D ₄

i _o

L

v _R v _L i _D+

v _o

θ

θ

θ 0

0

0 _θ ^π

0+ θ _m+

θ _{0 ー} θ _{m ー}

2π

v _s

v _L

v _o v _R

i _D+ i _{D －}

Mode.3 ¹⁵

⓪ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦

Mode.3 π < θ < π+Δ

v _s

R

D ₁ D ₃

D ₂ D ₄

i _o

L

v _R v _L

v _o i _D+

➢ D ₁ , D ₄

L

D ₁ , D ₄ =

➢ D ₂ , D ₃

D ₂ , D ₃ =

➢ L

➢ R

i _o

i _D+

i _{D ー}

i _{D ー}

θ

θ

θ 0

0

0 _θ ^π

0+ θ _m+

θ _{0 ー} θ _{m ー}

2π

v _s

v _L

v _o v _R

i _D+ i _{D －}

Mode.4 ¹⁶

⓪ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦

Mode.4 π+Δ < θ < θ _{0 －}

R

D ₁ D ₃

D ₂ D ₄

i _o

L

v _R v _L

v _s v _o

➢ D ₁ , D ₄

D ₁ , D ₄ = OFF

➢ D ₂ , D ₃

D ₂ , D ₃ = ON

➢ L

v _L = 0

➢ R

i _{D ー}

v _R

※

i _{D ー}

θ

θ

θ 0

0

0 _θ ^π

0+ θ _m+

θ _{0 ー} θ _{m ー}

2π

v _s

v _L

v _o v _R

i _D+ i _{D －}