問題文
図1は、IGBTを用いた単相ブリッジ接続の電圧形インバータを示す。直流電圧 \(E_d\)[V]は、一定値と見なせる。出力端子には、インダクタンス \(L\) [H] で抵抗値 \(R\) [\(\Omega\)] の誘導性負荷が接続されている。この電圧形インバータの出力電圧、出力電流が図2のようになった。インバータの動作モードを図2に示す①〜④として本モードは周期 \(T\) [s] で繰り返されるものとする。なお、上下スイッチの短絡を防ぐデッドタイムは考慮しない。
次の(a)及び(b)の問に答えよ。
図2に示した区間①〜④において電流が流れているデバイスの組合せとして正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
図はタップで拡大できます。
選択肢
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(1)
①\(D_2-D_3\) ②\(Q_2-Q_3\) ③\(D_1-D_4\) ④\(Q_1-Q_4\)
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(2)
①\(Q_2-Q_3\) ②\(Q_2-Q_3\) ③\(Q_1-Q_4\) ④\(Q_1-Q_4\)
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(3)
①\(Q_1-Q_4\) ②\(Q_1-Q_4\) ③\(Q_2-Q_3\) ④\(Q_2-Q_3\)
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(4)
①\(Q_1-D_3\) ②\(Q_1-Q_4\) ③\(Q_2-D_4\) ④\(Q_2-Q_3\)
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(5)
①\(D_1-D_4\) ②\(Q_1-Q_4\) ③\(D_2-D_3\) ④\(Q_2-Q_3\)
区間①：出力電圧 \(v_0 > 0\) だが電流 \(i_0 < 0\)（負荷から電源へ還流）。\(Q_1, Q_4\) がオン指令だが電流の向きが逆なので並列ダイオード \(D_1, D_4\) を流れる。
区間②：出力電圧 \(v_0 > 0\) かつ電流 \(i_0 > 0\)（電源から負荷へ供給）。IGBT \(Q_1, Q_4\) を流れる。
区間③：出力電圧 \(v_0 < 0\) だが電流 \(i_0 > 0\)（還流）。ダイオード \(D_2, D_3\) を流れる。
区間④：出力電圧 \(v_0 < 0\) かつ電流 \(i_0 < 0\)（供給）。IGBT \(Q_2, Q_3\) を流れる。
よって正解は (5)。