AC-DC PWM方式フライバックコンバータ設計手法　ーまとめー

この記事のポイント

・電源の場合は設計開始時点で仕様が完全に決まっていないことが多々あるが、可能な限り仕様を固めてから設計に取りかかる。

・現実的な電源設計においては、電源ICが担う部分が大きく、使うICによって回路や部品が決まる。

・量産に向けての判断では、要求仕様に対して適合、不適合だけではなく、トレードオフによる調整も必要。

この記事のポイント

・設計開始に必要な情報を可能な限り集めて、変更がある前提で許容幅と柔軟性をもって設計に入る。

この記事のポイント

・昨今の電源設計においては、使う電源ICによって大方の回路や部品が決まってくるので、回路例などを参考に全体像をイメージ可能。

この記事のポイント

・基本的に設計する回路に適合するトランスの設計は必要になる。

・トランス設計を面倒がるエンジニアが多いが、ICメーカーやトランスメーカのサポートを利用できる。

この記事のポイント

・数値算出に続き、具体的なトランス構造の設計に進む。

・数値算出に加え、おおよその構造設計ができれば、トランスメーカーなどの協力を得て最終化を促進することが可能。

この記事のポイント

・スイッチングトランジスタ（MOSFET）は、主にドレイン－ソース間耐圧、ピーク電流、オン抵抗による損失、パッケージの許容損失を考慮して選定する。

・机上の計算だけでの厳密な選定は難しいので、経験則や実測が必要になる。

この記事のポイント

・スイッチングトランジスタ（MOSFET）の動作を制御するための回路は電源ICの仕様に基づく。

・電源ICのデータシートには、回路、定数の決め方などが記されているので、それに従う。

この記事のポイント

・入力コンデンサCINは、入力電源の瞬断やスイッチングで引き込まれる入力電流を補うために重要。

・スナバ回路は、入力に発生するサージからスイッチングトランジスタを保護するために基本的に必要。

この記事のポイント

・基本の回路動作は、ダイオード整流式DC-DCコンバータと同じ。

・出力整流ダイオードは、損失が小さいショットキダイオード、ファストリカバリーダイオードを使用すること。

・出力コンデンサにつかう電解コンデンサは、リップル電流にかかわる寿命について十分に吟味する。

この記事のポイント

・電源ICには、電源IC内の制御回路用の低電圧DC電源（呼称例：VCCなど）が必要で、一般にはトランスの補助巻線（他の呼称：VCC巻線、三次巻線など）を利用する。

・電源の生成には、シンプルなダイオード整流が利用されることが多い。

・電圧はICの仕様に従い、特にAC-DCの場合は高電圧からの変換になるので、定格を超えることがないように留意する。

この記事のポイント

・電源ICを使った設計では基本部品（ダイオードブリッジ、トランスなど）の他に、電源ICの機能設定などのために必要になる部品がある。

・電源ICのための部品の定数などは、データシート、アプリケーションノート、設計マニュアルなどの説明に従う。

・これらは保護回路の差動レベルや制限値などの設定用であることが多く、部品としては主に抵抗やコンデンサ。

この記事のポイント

・スイッチング電源は潜在的にEMI源であり、伝導ノイズおよび放射ノイズの両方について対策をとる必要がある。

・EMCの観点からは、主にエミッション（ノイズ放出）の対策となる。

・対策の基本はノイズフィルタの設置となるが、基板レイアウトや基本部品にも関係する。

この記事のポイント

・スイッチング電源設計では基板レイアウトが電源性能やEMCに大きく影響する。

・基本的に大電流が流れるラインは太く短く、ループは小さくする。

・制御信号ラインは、ノイズの多いラインと別に引いて、トランスの直下にも引かない。