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チャージポンプ電圧計算

このチャージポンプ電圧計算機は、ダイオードとコンデンサーで構成されるCockcroft-Walton倍電圧回路の理想無負荷出力を求めます。入力電圧を指定し、その値がピーク、RMS、ピーク間のいずれかを選び、倍電圧段数を設定してください。入力をピーク振幅へ換算し、段数の2倍という理想倍率を適用します。換算後のピーク電圧と倍率も表示するため、結果がどの電圧表記に基づくかを明確に確認できます。

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乗算前に入力電圧の表記を定めます

倍電圧回路は交流波形で駆動されますが、電源電圧が常に同じ表記で示されるとは限りません。ファンクションジェネレーターではピーク間電圧、変圧器の二次側では通常RMS電圧、回路問題ではピーク振幅が直接示される場合があります。この3種類はそのまま置き換えられません。本計算機は、入力値をまず正のピーク振幅へ換算します。ピーク値は入力どおりに使用します。正弦波のRMS入力では、RMS電圧に2の平方根を掛けてピーク電圧を求めます。ピーク間入力では、入力値の半分がピーク電圧です。RMS換算は正弦波を前提としており、矩形波、三角波、クリップした波形、不規則な波形には一般に適用できません。そのため、正しい数値を入力することと同様に、入力形式の選択も重要です。結果には換算後のピーク値が表示されますので、設計や報告書に出力値を使用する前に換算内容をご確認いただけます。

Cockcroft-Waltonの段数定義を適用します

倍電圧回路の図面間で生じやすい解釈の違いを避けるため、本計算では段を明確に定義しています。ここでの1段はCockcroft-Waltonの完全な倍電圧区画を指し、理想状態では各段が入力ピーク電圧の2倍を無負荷出力へ加えます。式は、2に段数と入力ピーク電圧を掛けるものです。したがって、ピーク12 Vの波形で駆動する3段の回路は倍率6となり、理想出力は72 Vです。回路図によっては、完全な倍電圧段ではなく、個別のコンデンサー・ダイオードセル、ラダーの列、またはコンデンサー総数を数える場合があります。そのような図面から得た段数は、入力前に換算が必要なことがあります。部品数だけで判断せず、資料が段をどのように定義しているかをご確認ください。表示される倍率は入力段数の2倍なので、本計算の規則が明確になり、教科書、シミュレーション、メーカー資料の表記とも比較できます。

実回路の出力が低くなる理由を確認します

計算結果は理想的な無負荷上限であり、製作した回路で得られる電圧の予測値ではありません。順方向電圧降下のない完全なダイオード、漏れや等価直列抵抗のないコンデンサー、インピーダンスがゼロの電源、十分な整定時間、出力電流ゼロを仮定しています。実際の倍電圧回路では、導通中のダイオードで電圧が失われ、充電ピークの間に負荷がコンデンサーを放電するため出力が低下します。段数や負荷電流が増える場合、または静電容量や駆動周波数が下がる場合には、リップルと電圧降下が一般に大きくなります。ダイオードの逆耐圧、コンデンサーの定格電圧、突入電流、絶縁、沿面距離、蓄積エネルギーも設計上の制約です。理想値は、理論倍率の確認、回路方式の比較、初期の実現性評価にお使いください。部品選定や安全判断には、ダイオード特性、静電容量、周波数、電源抵抗、公差、予定負荷を含む負荷時の解析またはシミュレーションを追加してください。

活用例

倍電圧回路図を確認

指定されたCockcroft-Walton段数について、理論無負荷電圧と倍率を確認できます。

変圧器のRMS電圧を換算

正弦波の変圧器定格をピーク電圧へ換算してから、ラダー回路の理想出力を見積もれます。

段数ごとの出力を比較

初期設計で異なるラダー長の理想電圧上限をすばやく比較できます。

よくある質問

どの計算式を使用しますか？

理想無負荷のCockcroft-Walton倍電圧回路にVout = 2 × 段数 × Vpeakを使用します。

この計算機での1段とは何ですか？

完全な倍電圧区画を1段とします。そのため、表示倍率は入力段数の2倍です。

変圧器のRMS定格を入力できますか？

はい。rmsを選ぶと、正弦波を前提に入力電圧へ2の平方根を掛けます。

ダイオードの順方向電圧降下を含みますか？

いいえ。ダイオード降下、リップル、負荷電流をゼロとした理想値です。

実測出力が計算値より低いのはなぜですか？

ダイオード降下、電源インピーダンス、コンデンサー損失、漏れ、リップル、負荷、周波数、整定不足が実出力を下げます。

APIでの計算料金はいくらですか？

APIリクエスト1回につき$0.002です。同じ決定論的計算をブラウザーでは無料で利用できます。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/charge-pump

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/charge-pump \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"input_voltage":12,"stages":3}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/charge-pump", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "input_voltage": 12,
    "stages": 3
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/elec/charge-pump",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "input_voltage": 12,
    "stages": 3
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/charge-pump", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"input_voltage":12,"stages":3}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"input_voltage":12,"stages":3}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/charge-pump", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "input_voltage": 12,
  "stages": 3
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.charge_pump",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

KITの完全なドキュメントを見る →