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AC/DC PWM方式フライバックコンバータ設計手法

絶縁型フライバックコンバータの基本:フライバックコンバータの特徴とは

この設計事例には、フライバックと呼ばれる変換方式を使います。ここでは、フライバック方式の基本回路と特徴を説明します。

フライバックコンバータには、一般的なPWM制御の他に、自励型のRCC(Ringing Choke Converter)と、RCCに共振技術を利用した疑似共振タイプの3種類があり、100Wくらいまでのスイッチング電源によく使われています。
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基本回路は図のようにシンプルで、少ない部品点数で構成できます。入力電圧(DC)をスイッチングトランジスタでチョッピングして、スイッチングトランスを介して二次側にエネルギーを伝達します。二次側ではそれを整流し平滑化して必要なDC電圧にします。実際の回路には、出力をモニタしてスイッチングトランジスタを制御する帰還および制御回路が追加になります。

フライバックコンバータは、降圧と昇圧のどちらにも構成でき、絶縁および非絶縁の両方に対応します。広い入力電圧範囲を確保できるメリットがありますが、比較的大きなピーク電流がスイッチング素子やダイオード、出力コンデンサに流れるので、それに対応できる部品が必要になるというデメリットがあります。

絶縁構成にする場合、二次側、つまり出力からの帰還をオプトカプラや三次巻線を使用して絶縁します。制御用ICによっては、出力からの帰還なしに安定化が可能です。以下に、フライバックコンバータの特徴をまとめました。

フライバックコンバータの特徴

  1. 降圧、昇圧構成が可能
  2. 絶縁、非絶縁構成が可能
  3. シンプル、最小の部品点数で構成可能
  4. 100W程度までのスイッチング電源に適する
  5. 入力電圧範囲を広くとれる
  6. フォワード方式に比べ容量の大きいコンデンサが必要
  7. 出力精度をあまり要求されない場合は、トランスの巻線比でおおよその出力を決定し、非安定出力電源としても利用可

キーポイント

・特徴を理解して使い分ける。


PWM方式フライバックコンバータ設計手法