ｲﾝﾊﾞｰﾀの出力電圧は正弦波ではない！

ｲﾝﾊﾞｰﾀとは

ｲﾝﾊﾞｰﾀとは直流を交流へ変換する装置である。と頻繁に説明される。

例えばこちら。

別に間違ってはいないが、ｲﾝﾊﾞｰﾀを学び始めたばかりだと

誤解して理解することが多いのが実情です。

どのように誤解しているかと言うと、

①出力される電圧は、ｱﾅﾛｸﾞ的な綺麗な交流(正弦波)が出力されると誤解

②電圧、電流の概念がまったくない

となります。

ｲﾝﾊﾞｰﾀの出力線間電圧は、方形波

ｲﾝﾊﾞｰﾀの動作ｲﾒｰｼﾞですが、以下のHPの図1に記載の形で

説明されることが多いです。

【ｺﾝﾊﾞｰﾀ（図1 左図）】

入力された交流を直流に変換する。

【ｲﾝﾊﾞｰﾀ（図1 右図）】

入力された直流を交流に変換する。

まさしく、図1の右図は、ｲﾝﾊﾞｰﾀからｱﾅﾛｸﾞ的な綺麗な交流(正弦波)が

出力されているように見えます。⇒これが初心者の誤解のもとです。

ｲﾝﾊﾞｰﾀは、入力された直流“電圧”をｽｲｯﾁﾝｸﾞ素子を用いて、

負荷側に印加するかしないかのｵﾝｵﾌを制御する装置です。

つまり、ｵﾝかｵﾌしか出来ないため、負荷側に印加される電圧は、

「ｵﾝ時」入力の直流電圧と同じ大きさ

「ｵﾌ時」0V

となります。

以下のHPの図1の左の方形波となります。

電圧と電流の概念の理解は必要

自分が制御したいものが、電流であるか、電圧であるかの区別が

出来ない初心者が非常に多いです。

例えば、車両駆動用の車載ｲﾝﾊﾞｰﾀの場合、以下のｲﾒｰｼﾞで区別します。

入力電圧：ﾊﾞｯﾃﾘ等の電圧のため、制御対象ではない

入力電流：入力電圧、出力電圧出力電流により成り行きで決まる

出力電圧：出力電流になるような出力電圧を出力

出力電流：上位ECUからくるトルク指令に応じた電流に制御（制御対象）

つまり、「出力側」は電圧、電流も決定されるため、電圧×電流で出力電力が

算出されます。また、「入力側」は電圧が決まっているため、

ｲﾝﾊﾞｰﾀの内部での電力損失がないと仮定すると

（出力電力）/（入力電圧）

で入力電流が算出できます。

何が言いたいかというと、

ｴﾈﾙｷﾞｰ保存の法則より、入力電力と出力電力は等しくなるため、

どんなに頑張っても上記の4つ（入出力電圧、電流）のうち、

3つまでしか制御できないということです。

つまり、残りの1つの物理量は一意に決定されます。

ではでは。