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共振形スイッチングコンバータの基礎

共振形スイッチングコンバータの基礎

  • 著者落合 政司
  • 定価3,520円 (本体3,200円+税)
  • 判型A5
  • 210頁
  • ISBN978-4-274-22409-6
  • 発売日2019/08/10
  • 発行元オーム社

共振形スイッチングコンバータの原理がわかる!

電気・電子機器には、交流電圧を直流電圧に変換し、一定に制御された電圧を負荷回路に供給する電源回路が付いています。ここには小型・軽量で効率が高いスイッチング電源が使われています。スイッチング電源は、矩形波コンバータと共振形コンバータに大きく分けることができ、スイッチング電源が開発された当初は、矩形波コンバータが主に使われていました。しかし、ノイズが大きいことから、音響機器や計測器、これ以外のノイズを嫌う機器には使われていませんでした。共振形が開発されてからは、ノイズの問題がなくなり、共振形コンバータが使われるようになりました。共振形コンバータは、矩形波コンバータに比較して、効率が良く、ノイズが少ないという特徴を持っており、効率の面からも、最近使用する機器が急増しています。そのなかで、電圧共振と電流共振を利用した複合形の電流共振形コンバータが、最も広く、いろいろな機器に使われています。

 本書は、共振形コンバータが開発された経緯から、共振スイッチと共振スイッチを降圧形コンバータに適用した4つの回路例、絶縁形コンバータのいろいろな回路方式について第1部で説明します。第2部では最も広く使われている電流共振形コンバータについて詳細を解説します。

 本書を読み込むことで、読者は共振形コンバータについての基礎知識と、電流共振形コンバータに展開したときに必要な技術を理解することができます。また、従来の解析手法よりも精度の高い最新の解析手法を解説することで、熟練した技術者にも役立つ内容になっています。
第I部 共振形コンバータとその代表的な回路方式
第1章 共振形コンバータが開発された背景
1.1 矩形波コンバータのスイッチ損失
1.2 動作周波数とスイッチングコンバータの小型化
1.3 共振形コンバータが開発された背景
1.4 第1章のまとめ

第2章 共振スイッチと共振形コンバータ
2.1 共振スイッチと共振形コンバータの四つの回路方式
2.2 降圧形コンバータへの適用
2.3 第2章のまとめ

第3章 絶縁形共振コンバータ
3.1 絶縁形共振コンバータの回路方式
3.2 絶縁形共振コンバータとスイッチングトランス
3.3 第3章のまとめ

第II部 電流共振形コンバータの基礎
第4章 動作原理
4.1 構成と動作原理
4.2 1周期間の動作と特徴
4.3 第4章のまとめ

第5章 無負荷状態の動作
5.1 無負荷状態の電圧・電流
5.2 昇降圧比および出力特性
5.3 第5章のまとめ

第6章 負荷を引いた状態の動作
6.1 t_0~t_1期間の電圧・電流
6.2 電圧・電流の初期値
6.3 出力ダイオードの導通時間t_1
6.4 t_1~t_2期間の電圧・電流
6.5 出力電圧
6.6 出力特性
6.7 第6章のまとめ

第7章 静特性
7.1 実際の出力電圧
7.2 出力インピーダンスZ_o
7.3 出力電圧の負荷変動
7.4 第7章のまとめ

第8章 動特性
8.1 直流に対するレギュレーション機構
8.2 直流ゲインG_vv, G_vf, G_vr
8.3 変動率S
8.4 出力インピーダンスZ
8.5 負荷レギュレーション特性
8.6 第8章のまとめ

第9章 出力電圧の過渡応答
9.1 低周波に対する等価回路
9.2 伝達関数G_vv(s), G_vf(s), G_vr(s)
9.3 出力電圧の過渡応答
9.4 定常偏差
9.5 安定性と帰還ゲインの限界
9.6 第9章のまとめ

第10章 周波数特性
10.1 周波数に対する等価回路
10.2 入出力電圧比の周波数特性
10.3 出力インピーダンスの周波数特性
10.4 第10章のまとめ

第11章 設計に際して注意すべき点
11.1 トランスの最大磁束密度
11.2 トランス巻数の決め方
11.3 トランスのリーケージインダクタンスの最適値
11.4 昇降圧比と電流共振コンデンサの容量
11.5 第11章のまとめ

付録A フライバック形コンバータと電流共振形コンバータのノイズ比較
A.1 伝導ノイズの比較
A.2 輻射ノイズの比較
付録B 降圧形コンバータの損失

参考文献・図書
索引

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