電子回路、スイッチング損失について。
問２図１（手書き参照）はＭＯＳ形電界効果トランジスタを用いたスイッチ回路である。図２は図１の回路におけるＭＯＳ形電界効果トランジスタＱの電圧および電流の波形であり、（ａ）はゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ、（ｂ）はドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓ、（ｃ）はドレイン電流Ｉｄである。Ｑがスイッチング動作を行う際には、ある一定のスイッチン時間が存在する。図２のｔＯＮ区間をターンオン時間、ｔＯＦＦの区間をターンオフ時間という。ｔＯＮおよびｔＯＦＦの区間ではドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが残る期間とドレイン電流Ｉｄが流れる期間が重なり、スイッチング損失が生じてＱは発熱する。また、Ｑがオン状態となるｔ５の区間でもドレイン・ソース間のオン抵抗Ｒｄ（ＯＮ）が存在し、ドレイン電流が流れる事によって導通損失が生じてＱは発熱する。一度のスイッチ動作においてＱで消費するエネルギーは、ｔＯＮおよびｔＯＦＦの区間の合計で…、ｔＯＮのとき：v(t)とi(t)の、時間関数で考えると、これらの積により電力が求められ、さらに時間積分すれば電力量→損失が求められる。さて、ここで図２より、０≦ｔ≦１（μｓ）で、v(t)＝Vs＝１０、i(t)＝5t１≦ｔ≦２．５（μｓ）で、v(t)＝10/1.5t、i(t)＝Id＝５となるので、この範囲で時間積分すればよい。計算は手書きを参照していただくとして、ポイントは、結局面積で考えるので、１≦ｔ≦２．５の範囲の時は、０≦ｔ≦１．５の範囲として考えたほうが○。これを計算すると、６２．５μJとなる。ｔＯＦＦのときも面積は等しいので、合計損失は、１２５μＪとなる。また、ｔ５の区間での損失は、電流Ｉｄで、抵抗ＲdONであるので、その電力はＩｄ^2×ＲdONで求められる。損失（電力量）としては、時間５０μｓを乗算し、結果、１２５μＪとなる。このスイッチング動作をスイッチング周波数１０ｋＨｚで繰り返し行う場合の平均電力損失は…、平均電力損失→電力（瞬時値）と言い換える事ができるので…、スイッチングの周期は１／１０×１０＾３＝１００μｓである。この時間の損失合計が、上記で求めた１２５＋１２５＝２５０μＪであるので、平均の電力損失としては、２５０／１００＝２．５（Ｗ）となる。以上です。補足はこちらにて。
出産・子育て
ファッション
美容・コスメ
健康・ダイエット
生活・インテリア
料理・食べ物
ドリンク・お酒
ペット
趣味・ゲーム
映画・ＴＶ
音楽
読書・コミック
旅行・海外情報
園芸
スポーツ
アウトドア・釣り
車・バイク
パソコン・家電
そのほか
すべてのジャンル
