この記事では『リプル電圧』と『リプル率』について
- リプル電圧とは
- リプル率とは
- リプル電圧とリプル率の計算方法と例題
などを図を用いて分かりやすく説明するように心掛けています。ご参考になれば幸いです。
リプル電圧とは
「商用電源を整流した後の出力電圧」や「スイッチング電源の出力電圧」は平滑回路によって完全な一定電圧にすることはできず、微小に電圧変動が発生します。この電圧変動の大きさをリプル電圧といいます。
リプル電圧は「商用電源の周波数」や「スイッチング電源のスイッチング周波数」に同期して発生します。
リプル電圧は理想的にはゼロであることが望ましいです。例えば、スイッチング電源の出力電圧のリプル電圧が大きくなり、出力電圧の最小値が負荷側の最低動作電圧を下回ると、負荷が異常動作を引き起こす可能性があります。
リプル電圧が大きい場合には、コンデンサの容量を大きくしたり、インダクタを挿入したりすることによって、リプル電圧を低減させることができます。
補足
- リプル電圧は「リップル電圧」とも呼ばれています。
リプル率とは
リプル率は平滑回路の直流出力に含まれている交流成分(リプル電圧)の程度を示したものです。
リプル率は交流成分(リプル電圧の実効値)\(V_{AC}\)と直流成分\(V_{DC}\)の比であり、次式で表されます。
\begin{eqnarray}
\mbox{リプル率}=\frac{\mbox{交流成分(リプル電圧の実効値)}V_{AC}}{\mbox{直流成分}V_{DC}}×100{\mathrm{[{\%}]}}
\end{eqnarray}
上式を用いるとリプル率を計算することができます(後ほど例題で説明します)。
補足
- リプル率は「リップル率」や「リプル含有率」や「リップル含有率」とも呼ばれています。
- リプル率をリプル電圧のP-P値(出力変動の最大値\(V_{MAX}\)と最小値\(V_{MIN}\)の差)と直流成分\(V_{DC}\)の比で表している資料もあります。
リプル電圧とリプル率の例題
例題
平滑回路の出力波形が上図のように示されるとき、この電圧の交流成分(リプル電圧の実効値)\(V_{AC}\)とリプル率を求めてみましょう。ただし、リプル電圧の波形は単一周波数の正弦波とします。
リプル電圧の波形は単一周波数の正弦波なので、交流成分(リプル電圧の実効値)\(V_{AC}\)は下記の値になります。
\begin{eqnarray}
V_{AC}=\frac{1.4}{\sqrt{2}}{\;}{\approx}{\;}1{\mathrm{[V]}}
\end{eqnarray}
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リプル率は交流成分(リプル電圧の実効値)\(V_{AC}\)と直流成分\(V_{DC}\)の比であるので、下記の値になります。
\begin{eqnarray}
\mbox{リプル率}=\frac{\mbox{交流成分(リプル電圧の実効値)}V_{AC}}{\mbox{直流成分}V_{DC}}×100=\frac{1}{20}×100=5{\mathrm{[{\%}]}}
\end{eqnarray}
まとめ
この記事では『リプル電圧』と『リプル率』について、以下の内容を説明しました。
- リプル電圧とは
- リプル率とは
- リプル電圧とリプル率の計算方法と例題
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