トランスT1の設計　その1

今回からここの回路定数などを算出して具体的な設計に入ります。最初はトランスT1の設計です。算出手順は以下となります。これは、「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）」とほぼ同じ考え方なので、こちらも参照してください。

• ①フライバック電圧VORの設定
• ②一次側巻線インダクタンスLp、一次側の最大電流Ippkの算出
• ③トランスサイズの決定
• ④一次側巻線数Npの算出
• ⑤二次側巻線数Nsの算出
• ⑥VCC巻線数Ndの算出

トランス設計のために導出しなければならないパラメータは、「コアサイズ」、「Lpのインダクタンス」、「Np/Ns/Ndの巻数」になります。

また、T1に与えられる条件は、出力24V1A、VIN(DC)＝300V～900Vです。

回路図は、都度、前回示したものを参照願います。

①フライバック電圧VORの設定

フライバック電圧VORは、VO（二次側Vout＋二次側ダイオードDN1のVF）に、トランスの巻線比Np：Nsを掛けた値です。VORを決定して、巻数比Np：NsおよびDuty比を求めます。基本式と例を示します。（回路図ではDN1の記載が抜けていますが、T1の二次側に接続されている2個のダイオードがDN1です）

VORは、MOSFETの損失等を考慮して、Dutyが0.5以下になるようにVORを設定してください。グラフはMOSFETのVds波形です。

②一次側巻線インダクタンスLp、一次側の最大電流Ippkの算出

最低入力時（VIN=300V）、最大負荷時の最低発振周波数fswを決定して、一次巻線インダクタンスLpと一次側の最大電流Ippkを求めます。

最低入力時（VIN=300V）の最低発振周波数 fsw=92kHzとします。また、他のパラメータは以下とします。

• ・Po=24V X 1A=24W より、過負荷保護等を考慮して、
   Po(max)=30W（ディレーティング：0.8）
• ・トランス変換効率η=85%
• ・共振用コンデンサ容量Cv=100pF

③トランスコアサイズの決定

Po(max)=30Wから、少しマージンを取ってトランスのコアサイズはEFD30を選びます。以下の表は、出力電力Poに対して適切とされるコアサイズの目安です。詳細はトランスメーカー等に確認ください。

これで、必要な、「コアサイズ」、「Lpのインダクタンス」が決まりました。「Np/Ns/Ndの巻数」は次回に算出します。