インダクタンス回路のスイッチング
インダクタンス(コイル)は,SW素子をOFFする瞬間がもっとも問題になる。
負荷であるリレーやソレノイドなどでは,ON状態のとき,電流は負荷のL分とR分で決まるL/Rの時定数で増加していく。
その後,SW素子を急峻にOFFしようとすると,インダクタンス電流Iを急変させると高い電圧Vがでるので回路図に記載されていなくとも,もっとも流れやすいところをそのまま流れる。
インダクタンス電流を短い時間で変化させるにはV=LdI/dtの基本式から,インダクタンス電流Iは急変できない。
平たく言えば,インダクタンス電流はSWがオフになっても,最初の電流の方向にそのまま流れようとする。
流れる経路は何もしていなければ,SW素子のC-E間(FETならD-S間)を降伏させて流れる。
降伏電圧Vが決まれば,電流の減少が基本式から求まる。
半導体SWの降伏は通常許されないので,DC回路ではインダクタンスに並列逆ダイオードDを付加する。SWがOFFすると,インダクタンス電流の方向はそのままで,ダイオードを経由してLとDのルートでの循環電流となる。
そしてL/Rの時定数で減衰していく。インダクタンスの蓄積エネルギーはR分で主に消費される。
これで,必要なダイオードの電流定格や耐圧などの選定ができる。
インダクタンス回路では,SW素子のOFF時に電流が流れることのできる回路を意図的に付加する必要がある。
稀ではあるが,降伏時の耐エネルギー量を保証した品種もパワーFETでは存在する。
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