AC-DC コンバータ|設計編
SiC-MOSFETを使った絶縁型擬似共振コンバータの設計事例
2017.05.16
この記事のポイント
・擬似共振方式の絶縁型AC-DCコンバータの設計事例。
・パワースイッチにはSiC-MOSFETを利用する。
AC-DCコンバータ設計編の新章、「SiC-MOSFETを使った絶縁型擬似共振コンバータの設計事例」を開始します。この章では、今まで取り上げた「フライバック方式」と「フォワード方式」に次いで、「擬似共振方式」の電源ICを利用した絶縁型AC-DCコンバータの設計事例を解説します。
また、パワースイッチにSiC(Silicon Carbide:シリコンカーバイド)のMOSFETを使用します。SiCはSi半導体に比べ、低損失で高温下での動作特性に優れた新世代の半導体材料です。SiC半導体と聞くと、何かとても大きな電力を扱う特殊なアプリケーションをイメージするかもしれませんが、多くの身近なアプリケーションで省エネや小型化に貢献可能です。SiC半導体はすでに実用領域に入っており、品質信頼性要求が厳しい車載機器にも搭載されています。SiCパワーデバイスの詳細については、Tech Web基礎知識でも取り上げていますので、合わせて読んでいただければと思います。
この章では、以下の項目について解説する予定でいます。
<SiC-MOSFETを使った絶縁型擬似共振コンバータの設計事例>
- 設計に使うIC
- トランス設計
- 主要部品選定
- EMI対策
- 出力ノイズ対策
- レイアウト案
- 評価
以下は、この設計事例でできあがるAC-DCコンバータです。ちなみに、電源用ICは裏面の赤色○、SiC-MOSFETは表面のオレンジ○のところに実装されています。
電源用IC:BD7682FJ、SiC-MOSFET:SCT2H12NZを使った絶縁型擬似共振AC-DCコンバータの例
次回は、設計に使う電源ICと擬似共振型についての説明を予定しています。
AC-DC コンバータ
- 基礎編
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設計編
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AC-DC PWM方式フライバックコンバータの設計手法概要
- 絶縁型フライバックコンバータの基本とは
- 絶縁型フライバックコンバータの基本:スイッチングAC-DC変換とは
- 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
- 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動作とスナバ
- 絶縁型フライバックコンバータの基本:不連続モードと連続モードとは
- 設計手順
- 電源仕様の決定
- 設計に使うICの選択
- 絶縁型フライバックコンバータ回路設計
- 絶縁型フライバックコンバータ回路設計:トランス設計(構造設計)-その1
- 絶縁型フライバックコンバータ回路設計:トランス設計(数値算出)
- 絶縁型フライバックコンバータ回路設計:トランス設計(構造設計)-その2
- 絶縁型フライバックコンバータ回路設計:主要部品の選定-MOSFET関連 その1
- 絶縁型フライバックコンバータ回路設計:主要部品の選定-MOSFET関連 その2
- 絶縁型フライバックコンバータ回路設計:主要部品の選定-CINとスナバ
- 絶縁型フライバックコンバータ回路設計:主要部品の選定-出力整流器とCout
- 絶縁型フライバックコンバータ回路設計:主要部品の選定-ICのVCC関連
- 絶縁型フライバックコンバータ回路設計:主要部品の選定-ICの設定、その他
- 絶縁型フライバックコンバータ回路設計:EMI対策および出力ノイズ対策
- 基板レイアウト例
- 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
- AC-DC 非絶縁型バックコンバータの設計事例概要
-
AC-DCコンバータの効率を向上する二次側同期整流回路の設計
- 設計手順
- 設計に使うIC
- 電源仕様と置き換え回路
- 同期整流回路部:同期整流用MOSFETの選定
- 同期整流回路部:電源ICの選択
- 同期整流回路部:周辺回路部品の選定-MAX_TON端子のC1とR3、およびVCC端子
- 同期整流回路部:周辺回路部品の選定-DRAIN端子のD1、R1、R2
- シャントレギュレータ回路部:周辺回路部品の選定
- トラブルシューティング①:二次側MOSFETがすぐにOFFしてしまう場合
- トラブルシューティング ②:軽負荷時に二次側MOSFETが共振動作によりONしてしまう場合
- トラブルシューティング ③:サージの影響を受けVDS2が二次側MOSFETのVDS耐圧以上になる場合
- ダイオード整流と同期整流の効率比較
- 実装基板レイアウトに関する注意点
- AC-DCコンバータの効率を向上する二次側同期整流回路の設計 ーまとめー
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SiC-MOSFETを使った絶縁型擬似共振コンバータの設計事例
- 設計に使う電源IC:SiC-MOSFET用に最適化
- 設計事例回路
- トランスT1の設計 その1
- トランスT1の設計 その2
- 主要部品選定:MOSFET Q1
- 主要部品選定:入力コンデンサおよびバランス抵抗
- 主要部品選定:過負荷保護ポイントの切り替え設定抵抗
- 主要部品選定:電源ICのVCC関連部品
- 主要部品選定:電源ICのBO(ブラウンアウト)ピン関連部品
- 主要部品選定:スナバ回路関連部品
- 主要部品選定:MOSFETゲートドライブ調整回路
- 主要部品選定:出力整流ダイオード
- 主要部品選定:出力コンデンサ、出力設定および制御部品
- 主要部品選定:電流検出抵抗および各検出用端子関連部品
- 主要部品選定:EMIおよび出力ノイズ対策部品
- 基板レイアウト例
- 事例回路と部品リスト
- 評価結果:効率とスイッチング波形
- SiC-MOSFETを使った絶縁型擬似共振コンバータの設計事例 ーまとめー
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AC-DC PWM方式フライバックコンバータの設計手法概要
- 評価編
- 製品紹介
- 動画
- FAQ