パワー サプライ デザイン セミナー (PSDS)

共振コンバータ トポロジの研究

このセッションでは、2 要素および 3 要素の共振トポロジの基本から始め、共振トポロジの主要な特性、解析手法、制御上の課題、および設計上の考慮事項について解説します。3 つの設計例を取り上げて、高スイッチング周波数 (約 1MHz) または広い出力電圧レギュレーション範囲 (2 対 1 の出力電圧レギュレーション レベル) における共振トポロジの性能を示します。また、このセッションでは、新しい共振トポロジ構造である CLL 共振コンバータについても説明します。従来の LLC 直列共振コンバータと比べ、この構造には、サイズと効率において優れた利点があります。最後に、このセッションでは、さまざまなアプリケーションに最適な共振トポロジを選択する方法を説明します。

力率補正 (PFC) 回路の基礎

ノート PC のアダプタから電動工具まで、AC グリッドから電力供給を受けるすべてのアプリケーションは複合負荷を示し、入力電流と瞬時ライン電圧が常に同位相ではありません。そのため、アプリケーションは、グリッドから供給される実効電力と無効電力の両方を消費します。使用できる有効電力 (ワットで測定) と、有効電力と無効電力を合わせた総電力との比率は、力率と呼ばれます。力率補正 (PFC) 回路は、瞬時ライン電圧の位相に合わせて入力電流を意図的に形成し、消費される合計皮相電力を最小限に抑えます。PFC 回路は、電力会社にとって有益であると同時に、最終アプリケーションにも利点をもたらします。このトピックでは、これらの利点、PFC 回路が AC/DC 電力変換アーキテクチャに及ぼし得る影響、一般的な PFC 回路の種類、さまざまなアプローチの長所と短所、応用の優先順位に基づく PFC ソリューションの選択プロセスについて説明します。

車載分野の電磁波要件に準拠するための電力変換手法

このトピックは、CISPR 25 規格の背景情報やテストのセットアップも含め、CISPR 25 に準拠した車載 EMC (電磁適合性) 試験に合格するパワー コンバータを設計する際の固有の課題について説明します。パワー コンバータ内の一般的なノイズ源や、伝導型と放射型の電磁波を低減するためのさまざまな手法も説明します。低減の手法として、入力フィルタの設計、周波数の選定、モードの選択、スナバの設計、シールド、レイアウトなどを紹介します。13.5V 入力、3.3V、5A 出力のコンバータから取得した測定結果をケース スタディとして使用し、電磁干渉 (EMI) の各種低減手法の相対的な有効性と、CISPR 25 クラス 5 に合格するための方法を提示します。

スイッチモード パワー コンバータのやさしいループ補償

これまで長きにわたり、多くのエンジニアがスイッチ モード パワー コンバータを設計してきました。この設計分野が初めての場合や、コンバータの補償を常に実行していない場合、補償を正しく実行するにはある程度の調査が必要になります。このセッションでは、手順をプロセスに分けて、順を追って理解できるようにしています。また、補償の理論とその必要性について説明し、さまざまな出力段を検討して、パワー コンバータを補償するために補償ネットワークの極とゼロを配置する場所を決定する方法を示します。標準的な誤差アンプと相互コンダクタンス アンプを検討して、各アンプが制御ループに与える影響を確認し、複数のトポロジ / 例を検討します。そうすることによって、電源エンジニアはパワー コンバータの補償が必要になる状況を簡単に参照できるようになります。

開発中電源の製作 — レイアウトに関する検討事項

電源設計のレイアウトは適切な動作にとってきわめて重要であり、回路図を物理的な製品に変換する際には多くの問題について考慮する必要があります。このトピックでは、回路の寄生成分による設計の動作の低下を回避する手法について取り上げます。フィルタ部品とプリント基板 (PCB) パターンの寄生インダクタンスと寄生静電容量が及ぼす影響を最小化する複数の手法、および PCB パターン抵抗が電源レギュレーションと電流容量に及ぼす影響について説明します。熱設計の一般的な概要だけでなく、自然環境と強制空気環境でのサンプル温度上昇の計算についても取り扱います。最後に、出力段と制御デバイスのレイアウトに関するいくつかの実用的な例を紹介します。