ダイオードで変圧

質問

少しわからないので、質問させていただきます。
現在、交流電圧(200V系）の変圧回路を考えているのですが、
単純にトランスを用いて変圧するのが手っ取り早いのですが、
容量が大きくなると、本体寸法・質量ともにかなりなものになってしまうため、他の方法で変圧したいと考えています。
そこでダイオードの電圧降下を用いて変圧しようと思っています。
以前に直流の変圧にダイオードを使用しているのは見たことがあるのですが、
交流でも可能でしょうか？
また、その他の良い方法をご存じの方がおられましたら、
ご教示いただきたいのですが・・・

よろしくお願いいたします。

回答No.5

noname#230359

回答（１）です
２６０Ｖと言うのがてっきり海外の電圧と思い込んでましたが国内の話？

＞原因としては、工場点検時に重負荷が解放されることにより、
＞２００Ｖ系統が約２５０Ｖに昇圧されてしまいます。

フェランチ効果
http://denkinyumon.web.fc2.com/denkinokiso/feranchikouka.html
http://www.jeea.or.jp/course/contents/06201/
受電設備側で対策するべきであって
負荷側で対策するべきものでもないと思う

どうしても負荷側での対策が必要なら小手先の対策ではなくて
ワイドレンジの電源を使うべきでしょう
http://www.tdk-lambda.co.jp/products/sps/ps_unit/hws/indexj.html
入力電圧範囲 AC85～265V(47Hz～63Hz）連続入力

お礼

lumiheart様
国内の話ですよ・・・
あまりこんな変動を国内では聞かないですよね。
わたしも遭遇したのは初めてです。

フェランチ効果と言うのは初めてききました。
少し勉強させていただきます。

また、他の方の回答にもあった制御系のスイッチング電圧採用による、
ワールドワイド仕様なのですが、スイッチングに置き換えるのは、
少し難しいのです。

いろいろとアドバイスをいただきありがとうございます。

回答No.4

noname#230359

情報不足で何とも回答しにくいのですが
ダイオードでは昇圧時に自動か手動で切り替える回路も必要ですし
あまり一般的な方法ではありません。
単純に過電圧リレーで 250V昇圧時にいったん電源を遮断して
電圧が安定後(時間不明)再投入すれば焼損は防げると思います。
それに、点検時と言うことでしたらそれを考慮した点検手段を
取るべきだと思います。

> ２００Ｖ系統が約２５０Ｖに降圧されてしまいます。
> ２５０Ｖが印加されることで、装置Ｐ板が焼損してしまうケースがあります。

↑ここだけに絞って安全な回答をするとすれば
制御の200V電源(時々250Vに昇圧)に定電圧変圧器や定電圧電源(AVR)を入れる
が回答になると思います。

Ｐ板の何が焼けているか分かりませんが、制御がＤＣでスイッチング電源などを
お使いであれば、入力電圧がワールドワイドの電源にするのも一つの方法かと思います。

お礼

plus様
回答ありがとうございます。

>ダイオードでは昇圧時に自動か手動で切り替える回路も必要ですし
>あまり一般的な方法ではありません。
>単純に過電圧リレーで 250V昇圧時にいったん電源を遮断して
>電圧が安定後(時間不明)再投入すれば焼損は防げると思います。
>それに、点検時と言うことでしたらそれを考慮した点検手段を
>取るべきだと思います。

電圧値を見て切り替える回路はほぼ完成しているのですが、
上記にあるように異常電圧が印加された時点で電源遮断をするのが最も理想的なのですが、生産設備その他を守るために、空調機自身は停止することができないので、安定化を考えていますて・・・

>制御の200V電源(時々250Vに昇圧)に定電圧変圧器や定電圧電源(AVR)を入れる
>が回答になると思いま制御系なら、
上記の方法が良いかもしれません。
一度検討してみます。

また、電源はスイッチングではないので、ワールドワイド仕様には、できないのが現状です。

ありがとうございました。
参考にさせていただきます。

回答No.3

noname#230359

＞交流でも可能ですか？
ダイオードの順方向降下電圧を使って、負荷にかかる電圧を、電源電圧より
低下させることは、交流でも直流でも可能です。

ただし、いずれにしても、電圧降下分のエネルギーを熱として捨ててしまう
ので、エネルギー効率としては好ましくありません。入出力の降圧比が大き
い場合は効率が悪くなります。効率の悪化と並行して、ダイオードにおける
損失エネルギーも大ききなり、放熱設計が苦しくなります。

小容量機器であれば支障ありませんが、ある程度の容量の機器の場合は、
得失をよく検討の上採用してください。

ご検討中の設計数値を具体的に提示頂ければ、もう少し踏み込んで回答
できます。

三相２００Ｖで３５Ａの回路の電圧調整をダイオードの順方向降下電圧を使
って行う、しかも電源電圧は２５０Ｖまで跳ね上がる・・・・・・・・
ずいぶんと厳しい条件ですね。

私なら、ダイオードによる降圧は使わないと思います。

制御系と主回路系を切り分けることができて、制御系についてのみ電圧安定
化すればよいなら、制御系のみの電圧安定化を導入します。

そのようなことが難しいなら、入力許容電圧範囲の広いモータ用のインバー
タを機器全体の電源に挿入して、出力電圧を５０or６０Ｈｚ２００Ｖに安定
化する手もありそうに思います。

先の回答者さんのフェランティー効果ですが、長い送電線の末端に容量性
の負荷がつながるような場合や、電路自体が容量性の長距離のケーブル送
電などの場合に問題となることで、一般の需要家の内部で問題となること
は、希有と思います。

お礼

ohkawa様
回答ありがとうございます。
現在検討しているのが、三相２００Ｖ系統の降圧なのですが、
某工場における空調機の焼損を防止するために検討しています。
原因としては、工場点検時に重負荷が解放されることにより、
２００Ｖ系統が約２５０Ｖに降圧されてしまいます。
２５０Ｖが印加されることで、装置Ｐ板が焼損してしまうケースがあります。
現在の想定で最大電流35A程度です。
しかし、空調機なので温度変化で常に負荷変動しています。
また、制御系統の電源のみ過電圧保護をかけることも検討しています。
これは、最大電流５Ａ程度となります。

こんな感じで検討を行っています。

回答No.2

noname#230359

所謂ＬＥＤ照明
本件は照明が目的ではないけれどダイオードの順方向電圧を利用すると言う意味では同じと思う
http://park15.wakwak.com/~ja1cvf/diy/led-zaclamp/led-zaclamp.html
ここにある回路図の如くダイオードを１２０個並べば可能でしょうけれど
１２０個並べる工数をサービス残業でタダにするか
或いは中国、東南アジアで製造すれば採算ベースに乗るか？

問題は価格面以外に高調波
↑のサイトの中断辺りにオシロ波形が有ります
負荷に掛る電圧は正弦波ではなくなる
これでも良ければ

お礼

またまたありがとうございます。

確かに部品点数と工数の関係もありますよね・・・
それは確かにこちらとしてもネックなんですよね。

それとご指摘いただいた高調波の話なんですが、
こちらとしても検証していこうとおもいます。
その変圧回路以降にぶら下がる回路としては、ＡＣ－ＡＣインバータ関係や、
誘導負荷になるので、ちょっとどのように動作するかわかりませんが、
ちょっとしんどそうですね。

どうもありがとうございます。

回答No.1

noname#230359

>以前に直流の変圧にダイオードを使用しているのは見たことがあるのですが、

所謂ブレーキモータ用電源↓
http://www.osaki-ew.co.jp/products/battery.html
トランスを使う事無くダイオード(サイリスタ）半波整流だけで
ＡＣ２００／ＤＣ９０Ｖ変換してます
それと同様な理屈でＡＣ２００／ＡＣ１００Ｖ変換できないのか？
と、言う質問なのでしょうか？

容量と負荷種類に拠っては同様な事も可能かも知れません

お礼

lumiheartさん
回答ありがとうございます。
記載頂いたＨＰ見ました。
少しイメージが違うような気がするのですが・・・
具体的に言うと、ＡＣ２６０ＶをＡＣ２００Ｖ±１０％程度にしたいと考えています。そのため従来ならばトランスを使用するのですが、ダイオードの電圧降下０．６Ｖ～１Ｖ程度を利用したいと考えています。
ですので、交流を流すためにダイオードは双方向に挿入します。

記載頂いた機器など調べてみます。
ありがとうございました。