<R元年度(2019年)問16 >直流昇圧チョッパに関する計算問題(解説未掲載)

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問題

図は直流昇圧チョッパ回路であり、スイッチングの周期を$T[s]$とし、その中での動作を考える。ただし、直流電源$E$の電圧を$E_{0}[V]$とし、コンデンサCの容量は十分に大きく出力電圧$E_{1}[V]$は一定とみなせるものとする。
半導体スイッチSがオンの期間$T_{on}[s]$では、EーリアクトルLーSーEの経路とCー負荷RーCの経路の二つで電流が流れ、このときにLに蓄えられるエネルギーが増加する。Sがオフの期間$T_{off}[s]$では、EーLーダイオードDー(CとRの並列回路)ーEの経路で電流が流れ、Lに蓄えられたエネルギーが出力側に放出される。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

昇圧チョッパ回路

(a)この動作において、Lの磁束を増加させる電圧時間積は【ア】であり、磁束を減少させる電圧時間積は【イ】である。定常状態では、増加する磁束と減少する磁束が等しいとおけるので、入力電圧と出力電圧の関係を求めることができる。

上記の記述中の空白箇所【ア】及び【イ】に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(1)【ア】$E_{0}・T_{on}$【イ】$(E_{1}-E_{0})・T_{off}$
(2)【ア】$E_{0}・T_{on}$【イ】$E_{1}・T_{off}$
(3)【ア】$E_{0}・T$【イ】$E_{1}・T_{off}$
(4)【ア】$(E_{0}-E_{1})・T_{on}$【イ】$(E_{1}-E_{0})・T_{off}$
(5)【ア】$(E_{0}-E_{1})・T_{on}$【イ】$(E_{1}-E_{0})・T$


(b)入力電圧$E_{0}=100V$、通流率$α=0.2$のときに、出力電圧$E_{1}$の値[V]として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(1)80 (2)125 (3)200 (4)400 (5)500

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(a)・・・(1)
(b)・・・(2)
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