アナログ機能回路:PWMコントローラーのデューティをクランプ電流検出トランスなどを利用する電源回路においては、PWMコントローラーからの制御信号のデューティサイクルをクランプする機能が必要となるが、多くの電源回路ではコスト低減のために、その機能を持たないPWMコントローラーが使用される。そこで本稿では、そうしたPWMコントローラーを使う場合に、低コストでクランプ機能を付加するための回路を紹介する。電流検出トランスや2スイッチ構成のフォワードコンバーターなどを利用する電源回路においては、PWMコントローラーからの制御信号のデューティサイクルをクランプする機能が必要となる。デューティサイクルにクランプをかけなければ、トランスが飽和してシステムに致命的な故障が発生することになるからだ。ところが、多くの電源回路ではコスト低減のために、デューティサイクルのクランプ機能を持たない低価格なPWMコントローラーが使用されている。本稿では、そうしたPWMコントローラーを使う場合に、低コストでクランプ機能を付加するための回路を紹介する。FETドライバICの「TPS2828」で構成される。この回路では、デューティサイクルのクランプ値は抵抗R1とコンデンサーC1によって決まる。抵抗R2とダイオードD1はPWMコントローラーの出力(「UCC28019」であればGATE端子)がローになったときにリセット機能を提供する。抵抗R3、R4、R5はコンパレーターの基準レベルVTRIPを5Vに設定する。抵抗R5により、コンパレーターは−2.5Vのヒステリシスを持つことになり、回路の安定性が確保される。(クリックで拡大)この簡単な構成の回路により、スイッチングレギュレーターのデューティサイクルを90%にクランプできる。ここでは、デューティサイクルの最大値DMAXを0.9(90%)に設定したい場合を例にとる。PWMコントローラーのスイッチング周波数fSは100kHzとしよう。ほとんどのPWMコントローラーは100%のデューティサイクルまで動作せず、一定のデッドタイム(休止期間)DTを持つ。この例の場合、デッドタイムは300nsである。最大デューティサイクルDMAXを0.9にする場合、ドライバ出力をローにすべき時間tは以下の式で求められる。デューティサイクルの設定に用いるコンデンサーC1の値を求めるには、PWMコントローラーの出力VOUTの最大値が分からなければならない。この例では、最大出力電圧は12Vである。このことから、コンデンサーC1の値は以下の式で求められる。このように計算値は130pFになるが、標準品として提供されているものを用いたいので、本稿の例ではC1に120pFのコンデンサーを選択することにした。図2に示したのは、図1の回路のSPICEシミュレーション結果である。%にクランプされている。図において、VOUTはPWMコントローラーの出力、VTはコンパレーターの反転入力端子の電圧、VTRIPはコンパレーターの非反転入力端子の電圧、VGATEはMOSFETドライバICの出力である。図2の波形からドライバ出力VGATEのデューティサイクルが90%になり、クランプ機能が正常に動作していることを確認することができる。Japan臨時増刊として発刊した「珠玉の電気回路200選」に掲載されたものです。著者の所属や社名、部品の品番などは掲載当時の情報ですので、あらかじめご了承ください。Ideas」を1冊にまとめたもの。2001〜2008年に掲載された記事から200本を厳選し、5つのカテゴリーに分けて収録した。電圧モード(VM)で動作し、連続導通モード(CCM)で駆動されるフライバックコンバーターの周波数応答は、2次システムの応答に相当します。リカバリー時間に関連する損失など)によってのみ影響を受けることが予測される場合、漏れインダクタンスに起因する減衰効果がもたらす影響は非常に限定的です。過渡シミュレーションでは、漏れインダクタンスが増大すると出力発振が減衰することが予測されます。文献に記載されている多くの式はこの効果を反映していないので、新しいモデルが必要となりますが、本稿はこのモデルについて説明します。電流モード制御のDC-DCコンバータは、どの位置で電流検出を行うかによって特性が大きく左右される。本稿では、従来の設計の問題点を指摘するとともに、DC-DCコンバータの種類ごとに電流検出の最適な位置について解説する。フライバックコンバーター設計の検討事項フライバックコンバーターは、絶縁型パワーコンバーターで最もコストを抑えることのできる選択肢なのだが、設計が複雑そうに見え、敬遠されがちだ。本稿では、DC53V入力から12V、5Aを出力する連続導通モード(CCM)フライバックコンバーター回路を例に挙げながら設計上の重要な検討事項について考察し、フライバックコンバーターを用いるための一助としたい。DC-DCコンバーターの効率と2種類のPWM制御モード今回の記事では、DC-DCコンバーターの効率についての考え方と、2種類のPWM制御モードについて解説します。思わぬ過電圧にも備えて安心、ダイオード利用の保護回路オペアンプICに個別トランジスタを“ちょい足し”して性能を高めたり機能を拡充したりできる定番回路集。今回は、過大な入力電圧からオペアンプを守る、ダイオードを使った保護回路を紹介しましょう。過電圧の危険は、アナログ信号処理回路のいろんなところに潜んでいます。LLC.ITmediaはアイティメディア株式会社の登録商標です。