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AC/DC

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動作とスナバ


フライバックコンバータの動作について少し詳しく説明します。回路はPWM制御のフライバックコンバータで、連続モード動作です。

まず、MOSFETがオンすると、トランスの極性が逆なのでトランスの一次側巻線に電流が流れ、エネルギーが蓄えられます。この時、ダイオードはオフです。次に、MOSFETがオフになると、蓄えられたエネルギーがトランスの二次側巻線からダイオードを通じて出力され、整流、平滑によりDC電圧を生成します。

この動作と各部の電圧、電流波形を以下に示します。

3A_flyback_wave

  1. MOSFETがオンすると、トランスの一次側巻線に電流が流れ、エネルギーが蓄えられる。この時、ダイオードはオフ
  2. MOSFETがオフすると、蓄えられたエネルギーがトランスの二次側巻線からダイオードを通じて出力される

・スナバ回路

フライバック方式では、トランスのコアにギャップを設けるため漏れ磁束が増加し、漏れインダクタンスが生じます。この漏れインダクタンスにもスイッチング電流が流れエネルギーが蓄積されますが、他の巻線と結合していないため電力移行がされず、サージ電圧が発生しMOSFETのドレイン-ソース間に加わります。上記のVdsの波形にそれが示されています。発生するサージ電圧がMOSFETの耐圧を超えると、MOSFETが破壊する可能性があります。これを防止するためにスナバ回路をつけてサージ電圧を抑制します。上記回路図の一次側にある、抵抗、ダイオード、コンデンサで構成された回路がスナバ回路です。スナバ回路は、フライバックコンバータでは基本的に必要になることが多い回路であることを覚えておいてください。

キーポイント

・基本動作と電流、電圧波形を理解する。
・スナバは基本的に必要になる。


PWM方式フライバックコンバータ設計手法