図1は、降圧チョッパの基本回路である。オンオフ制御バルブデバイス Q は、IGBT を用いており、\(\dfrac{T}{2}\) [s] の期間はオン、残りの \(\dfrac{T}{2}\) [s] の期間はオフで、周期 \(T\) [s] でスイッチングし、負荷抵抗 \(R\) には図2に示す波形の電流 \(i_R\) [A] が流れているものとする。
このとき、ダイオード D に流れる電流 \(i_D\) [A] の波形に最も近い波形は、図2の(1)から(5)のうちのどれか。
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要点
正解は(5)。降圧チョッパの動作波形を考えます。 ・ QがONの期間 (\(0 \sim T/2\)): 電流は電源から \(Q \to L \to R\) へ流れます。このときダイオード D には逆電圧がかかり電流は流れません (\(i_D = 0\))。
詳細解説
正解は(5)です。
降圧チョッパの動作波形を考えます。
・QがONの期間 (\(0 \sim T/2\)): 電流は電源から \(Q \to L \to R\) へ流れます。このときダイオード D には逆電圧がかかり電流は流れません (\(i_D = 0\))。
・QがOFFの期間 (\(T/2 \sim T\)): インダクタ \(L\) に蓄えられたエネルギーにより電流が還流します。経路は \(L \to R \to D \to L\) です。このとき \(i_D = i_R\) となります。
・波形の形状: 図の \(i_R\) は、ON期間に増加し、OFF期間に減少する三角波状のリプルを持っています。
・したがって、\(i_D\) は \(0 \sim T/2\) でゼロ、\(T/2 \sim T\) で \(i_R\) と同じ（減少していく）波形になります。
・これに合致するのは選択肢 (5) です。
以上より、選択肢(5)が正解です。
