コンデンサインプット型電源回路

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回路

100V Vin Vf Vout Is Vo C D RL V Rs SVGの代替画像

電源電圧

交流電圧の波形の最大値をVmとすると時間tの時の電圧は下式で表せる

t Vin A B SVGの代替画像 V= Vm \cdot \sin t

充電中

入力電圧がVでコンデンサの電荷がQの場合の任意秒後のコンデンサの電圧は下記のページのとおりである。

CR回路の過度特性2

コンデンサの放電

コンデンサの放電特性は下記のページのとおりである。

CR回路の過度特性

モデリング

時間軸微少区間に分割し各点の電圧・電流を算定する。

t V1 V2 tstep VC1 VC2 tstep t IRS1 IRS2 tstep t 入力電圧 コンデンサ電圧 ダイオード電流 SVGの代替画像

入力電圧>コンデンサ電圧の時は充電中、入力電圧≦コンデンサ電圧の時は放電中であるため充電中と放電中に分けてモデリングする。

入力電圧

Vn= Vm \cdot \sin tn

充電中

コンデンサの初期電荷をqn-1とすると

\displaystyle q_{n}=( q_{n-1}-V_{n} \cdot \frac{RL}{Rs+RL} \cdot C ) \cdot \mathrm{e}^{(- tstep \cdot \frac{ RL +Rs}{C \cdot Rs \cdot RL})}+V_{n} \cdot \frac{RL}{Rs+RL} \cdot C
Vc_{n}=\frac{ q_{n} }{ C}

放電中

Vc_{n}=V_{max} \cdot e^{ -\frac{t}{C \cdot RL}}

電源トランス

トランスの出力電圧(実効値)

Es= \frac{1}{ \sqrt{2} }( Vc+ \frac{1}{2} \Delta + Vf ) \times A

Vc:整流後の出力電圧の平均値
ES:トランスの出力電圧（実効値） ただしトランスの変動率を考慮した後の値とする
ΔVp:リップル電圧のピーク対ピーク値
Vf:整流ダイオードの損失（ブリッジ整流の場合は2Vfとなる
A:ラインドロップ及びトランスの巻き線数の誤差である。5%程度

トランスの出力電流(実効値)

Is=ID \times \sqrt{2}