2. コンデンサ／チョークインプット型 13.AC-DC コンバータ（整流回路）（ 5 ）

13. AC-DCコンバータ（整流回路）（5）

13. AC-DC Converter (Rectification Circuit) ( 5 )

講義内容

1. 各整流回路の負荷電圧の平均値

2. コンデンサ／チョークインプット型

3. PFC（力率改善）コンバータ

単相半波ダイオード整流回路：R負荷

v

D

v

R

i

T

T

T

v

v

( i

)

θ

θ

V

V

V

実効 値 最大 値

負荷電圧の平均値

 

o_ave s_max s_rms

0 0

s_rms

s_rms s_rms

0

1 1

sin 2 sin

2 2

2 2

cos 0.45

2

π π

π

V V θdθ V θdθ

π π

V θ V V

π π

= =

= − = 

 

0

0

単相半波ダイオード整流回路：LR負荷

0 0

0

π+β

v

v

v

v

(i

)

v

θ_m

θ_m π π+β 2π

θ

θ

θ

負荷電圧の平均値

抵抗で消費

v

1

充電 と 放電 の 大きさが 等しい ため

積分値は ゼロ

v

D

v

v

i

v

L R v

v

= v

( )

 

2

o_ave o L R

0 0 0

s_rms s_rms R

0

1 1 1

2 2 2

1 2

2 sin 1 cos

2 2

π π β π β

π β

V v dθ v dθ v dθ

π π π

V θdθ V π β V

π π

+ +

+

= = +

= = − + =

  



単相全波ダイオード整流回路：R負荷

v

v

i

D

, D

ON

D

, D

ON

θ

θ 0

0

負荷電圧の平均値

 

2 2

o_ave 0 s_max 0 s_rms

s_rms

s_rms s_rms

0

1 1

sin 2 sin

2 2

2 2 2

cos 0.9

π π

π

V V θdθ V θdθ

π π

V θ V V

π π

= =

= − = 

 

v

_R v

D

D

D

D

i

単相全波ダイオード整流回路：LR負荷

⓪ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦

θ

θ 0

0

0

0+ θ_m+

θ_0ー θ_mー 2π

v

v

v

v

i

i

負荷電圧の平均値

v

v

R

D

D

D

D

i

v

v

L i

i

2 2 2

o_ave 0 o 0 L 0 R

2

s_rms s_rms s_rms R

0

1 1 1

2 2 2

1 2 2

2 sin 0.9

2

π π π

π

V v dθ v dθ v dθ

π π π

V θdθ V V V

π π

= = +

= =  =

  



θ

単相半波サイリスタ整流回路：R負荷

負荷電圧の平均値

 

2

o_ave 0 s_max s_rms

s_rms

s_rms

1 1

sin 2 sin

2 2

2 cos 0.225 (1 cos )

2

π π

α π

α

V V θdθ V θdθ

π π

V θ V α

π

= =

= − = +

 

R i

v

T

v

v

v

v

i

v

v

θ

θ

θ

② ③ ④

①

α β π 2π

単相全波サイリスタ整流回路：R負荷

v

R v

T

T

T

T

i

i

i

負荷電圧の平均値

 

2

o_ave 0 s_max s_rms

s_rms

s_rms

1 1

sin 2 sin

2

2 cos 0.45 (1 cos )

π π

α π

α

V V θdθ V θdθ

π π

V θ V α

π

= =

= − = +

 

① ➁ ➂

π 2π

④ ⑤ ⑥ 0

0

α_ー β_ー

v

v

v

v

i

i

θ

θ

θ

単相全波サイリスタ整流回路：LR負荷

負荷電圧の平均値

v

v

R

i

v

v

L i

i

T

T

T

T

θ_m+

θ

θ

⓪ ① ②

π 2π

③ ④ ⑥ 0

0 0

α₊ β₊ α_ー β_ー v_g1,4

i_T+

⑤ ⑦ ⑧ ⑨ θ

i_Tー

θ_mー

v

v

v

v

v_g2,3

2

o_ave 0 o L R

s_rms s_rms

s_rms R

1 1 1

2

1 2 2

2 sin cos

0.9 cos

π π α π α

α α

π α α

V v dθ v dθ v dθ

π π π

V θdθ V α

π π

V α V

+ +

+

= = +

= =

= =

  



コンデンサインプット型整流回路

① ➁ ➂ ④ ⑤ ⑥

θ

θ 0

0

v

v

i

i

コンデンサ インプット型整流回路

v

> v

流れるため，右図のようになる

v

D

D

D

D

v

i

i

C i

R

i

チョークインプット型整流回路

① ➁ ➂ ④ ⑤ ⑥

θ

θ 0

0

v

v

i

i

L

C

L v

D

D

D

D

v

i

i

C i

R

i

コッククロフト・ウォルトン(Cockcroft-Walton)回路

V

sinθ

+ +

+ +

+ V

2V

3V

4V

5V

+5V

半波倍電圧 整流回路を図のように 多段 に 直列 で接続することで，

各素子の耐圧は

2

上記の回路を コッククロフト・ウォルトン 回路と呼ぶ。

PFCコンバータ（Active PFC）

ダイオード 整流された 入力電圧 と

インダクタ電流 が同じ 形状 かつ 同位相 波形 となるように 制御 することで力率を大幅に

改善できるため，力率改善 回路と呼ばれる

PFC

Power Factor Correction

DC

DC

v_s v_o

V_ref +

− G_cv(s)

×

|v_s| i_L G_ci(s)

+

− F_m

D (PWM)

https://www.bhphotovideo.com/c/product/1193905-

REG/thermaltake_ps_spd_0700npcwus_w_smart_active_pfc_80_plus.html

デスクトップ

PC

➢

Passive PFC

➢

Active PFC