| Research Abstract |
本研究では,高圧配電線の電流計測システム用のフローティング電源回路を開発する.電源回路の仕様は,3,810V/60Hzの配電線対接地電圧から直流±12Vのデュアル出力0.5Wを得るもので,キャパシタ分圧により配電線の対接地電圧からエネルギーを得る方式なので,重たい電源用コイルを用いずに回路を構成できる.まず,汎用回路解析ソフトウェアhspiceを用いてシミュレーションして素子値を決定した.次に,高耐圧セラミックキャパシタを用いてAC-DCコンバータを試作した.試作回路のセラミックキャパシタは耐圧と容量値を稼ぐため,10個用いているが,従来の電源用コイルに比べ,体積比で1/25に,重量比では1/46に小形軽量化できた.
試作回路について,(1)負荷抵抗を変化,(2)配電線対接地電圧を変化,(3)配電線電圧の周波数を変化した各場合における出力電圧,リプル等の諸特性,(4)電源投入時の過渡応答を測定し,hspiccシミュレーションとほぼ同様の結果が得られた.また,出力電圧安定化回路を付加しているので,配電線対接地電圧や負荷抵抗が変化しても,直流出力電圧をほぼ一定に保つことができた.ただ,電圧が高くなると,使用したキャパシタの容量値が減少して,十分な電力が得られないことがわかり,今後,素子選定をし直す必要がある.
次に,解析的に出力電圧の特性を求めて,配電線の対接地電圧,周波数,出力電圧,出力電力を与えると必要な分圧キャパシタの素子値が得られる式を導出した.解析的に得られたキャパシタ値の前後でパラメータを変化させて,hspiceシミュレーションによって出力電圧を求めてみると,必要最小限のキャパシタ値であることが確認できた.
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