ACからDCへの電力変換の背後にある数学と、AC電源からDCデバイスに電力を供給する方法を学びます。
ACからDCへの変換
交流 (AC) 電力を直流 (DC) 電力に物理的に変換するには、いくつかの手順と、 整流器と呼ばれるデバイスが必要です。幸いなことに、数学的な変換は非常に簡単です。
一般的に、DC電圧はAC RMS電圧として表されます。RMSは二乗平均平方根の略で、セット内のすべての値の二乗の平均 (算術平均) の平方根を指します。一般的な正弦波AC波形の場合、全時間のRMSは、波の1周期のRMSに等しくなります。これは、各期間の波が同一であると想定しているため可能です。
標準AC波形のRMSは、次のRMSからDCへの式に示すように、ピーク電圧を2の平方根で割った値に等しくなります。
ACからDCへの変換のRMS方程式:
ACのピーク電圧がわかれば、必要なDC電圧をすぐに計算できます。ピーク電圧を2の平方根で割ると、必要なDC電圧に相当するRMS電圧が得られます。ここで重要なのは、実際の変換で得られる正確なDC電圧ではなく、ピークAC電圧に基づいて理論上のDC電圧相当値を決定するということです。残念ながら、100パーセントの効率を維持できるのは仮想的な変換のみです。
理論を実践する
上記のRMS方程式を使用して、ACからDCデバイスへの電力変換を決定し、可能にすることができます。理論的な例として、白熱電球は141V AC (ピーク電圧) と100V DCで同じように明るくなります。これは、141VピークのRMSを次のように表すためです。
この式を使用すると、デバイスのDC電力要件がわかっていれば、デバイスから逆算して必要な入力ACを計算することもできます。この情報を使用すると、電力網からのAC電源を適切な電圧に変換してデバイスに電力を供給することができます。もちろん、実際のアプリケーションでは、変換の非効率性による損失を考慮する必要があることに注意してください。この方程式は、実際のアプリケーションの良い出発点となります。
AC電圧をDC電圧に変換することは数学的には非常に単純であり、配電網からの標準AC電源からDCデバイスに正常に電力を供給するために必要な変換を理解するための基礎を提供します。
