スイッチング方式のDC/DCコンバーターの昇圧回路 [無断転載禁止]©2ch.net
スイッチング方式のDC/DCコンバータの昇圧の方の回路
よく考えてみるとすごい画期的なんだけど
あとで俺が訪問したサイトのURL貼るけど､電源があって電源に直列にコイルがあって､その後にトランジスタがコイルと反対極に接続してあり
(ゲートはスイッチング制御回路に接続)、
トランジスタの両脇から負荷に延びてる線に整流のため、ダイオード(直列)その後にコンデンサ(並列)な回路なんだが、
そもそもDC/DCコンバータは、スイッチングにより電圧をばらしてそれを継ぎ合わせることで昇圧降圧をなすもので
サイトの説明だと、トランジスタのスイッチングの閉じてる(トランジスタに電流が流れる)状態の時、電源からコイル、トランジスタまでの間に電流が流れ、
コイルに自己誘導による起電力がチャージされ、
スイッチングの開いてる(トランジスタに電流が流れない)状態、電源からコイルを経て、整流部も含む負荷側に電流が流れるが、コイルにチャージされてた
起電力が上乗せされて流れるという風に、
スイッチングの閉じてるとき、電源からコイル、トランジスタの経路でコイルに電圧がブーストされて、
開いたとき、負荷の経路で解放加算されて昇圧を果たすとのこと。
これについてよく考えてみると
スイッチングの閉じてるときコイルとトランジスタの経路はかなり低負荷の単回路となっているという点をみて、すごいと思った
というのは、俺が作ったスレ｢抵抗について俺たちの認識は間違っていた……｣に書いた、
ショート回路や繋いだ直後の回路のような
電圧に対して電流が上がりきっていない不平衡な回路において、電流グラフの急勾配な上がり方や電圧計の振れについて、
回路の抵抗力(抵抗率ではなく電源電圧を制動して平衡にする抵抗媒体の負電圧)が電流の少なさにより上がりきっていないことで、
電源電圧のポテンシャルが制動されてゼロになって戻らなく、繰り越して加算され昇圧されることがその原因と主張した話と照らし合わせて、
スイッチングの閉じてコイルとトランジスタに電流が流れているとき、ショート回路ではないが低負荷回路であるため、ショート回路が(しかもスイッチングする
一回一回繋ぎたてになる回路において)ただでさえ低負荷で平衡電流が高いのに、電圧ポテンシャルの繰り越しが起こり、それがコイルにブーストされ
スイッチングの開いてるとき(負荷に流れてるとき)それが電源に加算されて流れる仕組みは、
俺が前のスレを書く上で何度か考えた｢ショート回路は電圧繰り越しにより電圧を内部だけでインフレーションさせ大きくすることができる。
が抵抗率の関係でそれを外部に持っていくことはできないからこれはショート内だけの話だな｣という、外部に流せれば昇圧になるとの思考にまでは至らなかったショート回路のインフレーションを
スイッチングによりショート回路(ではないが)を繰り返し切断することで、外部経路へ流せるようにし、
なおかつそれだけではスイッチング(一回一回切る)することでショート回路の繰り越しがその都度リセットされてしまうのを
コイルによるブーストでメモリーさせ、あまつさえチャージ、持続電圧化(コイルがなければ一回一回一瞬の昇圧で終わる)、
そしてそれを電源に直列に加算させるという、
ショート(ではなく低負荷だが)のインフレーションという本来その中だけで取り出せないはずの大きな可能性を
スイッチングにより取り出し、コイルを使ってブーストに変えることで｢直流の｣昇圧を実現した
ショートを使えるものに転用し、スイッチングと合わせて、昇圧に昇華させ、あまつさえそれが直流を相手にしたものであるこの技術が、
｢抵抗について俺たちの認識は間違っていた…｣という、そこにつながる論を考えた俺には(俺だから)すごいものとして映った。
以上ポエムでした。
というわけでこのスレは直流コンバータ雑談スレです。自由に使ってね。 >>136
ICの中でやってるのはチャージポンプだろね チャージポンプ？ハイサイドMOSFETのゲートドライバの話してんの？
会話が成り立ってるように見えない 「ICの中」とか「ICにのってる」ってどういう状況を指して言ってるんだろな。
「大抵」のスイッチングレギュレータICは、インダクタを使うタイプのものは、インダクタが外付け。
チャージポンプ式のものならコンデンサが外付け。ICの中にはスイッチや制御回路が入ってる。
中には、インダクタやメインのコンデンサまでが内蔵されているものもあるけど。
具体的なICの型番を例に出してこない限り、議論はあいまいなままだ。
>>153の指摘に対して、
>>154は「>>153はチャージポンプの意味がわからないらしい」とぶっとんだ解釈をしてしまっているようだ。
わざと>>153を困らせるためにそう解釈したフリをしたのだろうか。それともナチュラルにそう思ったのだろうか。 >>155
>>>154は「>>153はチャージポンプの意味がわからないらしい」とぶっとんだ解釈をしてしまっているようだ。
>>153だけど、多分そう解釈されたんだろうな
バカにされたもんだな
まあおれも言葉足らずだったかもしれないけど
DCDCの話題だったから、てっきりハイサイドでNchMOSFETを使えるチャージポンプ内蔵DCDCコントローラのことでもいってるのかと思って>>153を書いた
>>136は例えば、電子ボリュームICとかでよくある出力段バッファアンプの電源電圧を作るための昇圧回路（主にチャージポンプ方式）のことを言ってるのかな
何れにしても話が唐突すぎて理解できなかったわ 草津よいとこ一度は、おいで‥‥はぁー チョツパァ、チョツパァ、 なんかここまでバカにされる覚えもないので、これ以上質問するのはやめます
ここはマウント取りたい人の集まりなんですね
>>150
＞>ICを見るとほとんど降圧するものしかないから
＞どのICを見ているのか書いてください。
→その言い方だと私が1つだけしかICを見ていないって聞こえるんですけど？
10個20個と見てきたんですけどすべて列挙しろってことですか？
とても現実的ではないと思いますがバカにしてるんですか？
一般論の話がしたいのになぜIC固有の話をしようとするのか理解出来ません
＞>ICに乗っかってる方式
＞「乗っかっている方式」というコトバが曖昧です。
＞たぶんあなたの中には、「乗っかっている、とはこういうことだ」というイメージがあるのですがそれが、読み手によって解釈が分かれてしまいます。
＞ですから、あなたが見たICの型式を書いて、「これを指して乗っかっている方式と言っている」と書いてください。
→ICなんですから金属板の上にボンディング等で接着・接合し、
樹脂で固めたものですよね？
それは乗ってると表現する以外に何と表現するんでしょうか？
＞>たとえスイッチングでも基本的に降圧しか出来ないってことですよね？
＞あなたが見た、経験した範囲でそんなふうに決めつけてはいけません。ご自分の経験則を信用するためにはあなたは多分、十分な知識を持っていません。
→「基本的に」と書いてるじゃないですか
「『絶対に』降圧しか出来ない」決めつけていませんよ
あなたの自己解釈を付け加えて話すのやめてもらえませんか？
決めつけているのであればそもそもここに聞きに来ません
＞>なら、まれに昇圧できるICを見かけるから
＞そのICの型式を書いてください。
LTM8054
>>151
まるでチョッパ方式以外にもあるかのような記述を見つけたから、
それ以外にあるかどうか聞きに来たのに変なことにこだわって絡んでくるからさ
チョッパ式しか無いならコイルを使うことになって巨大になるはずだろ
なら、ICだけで完結する昇圧回路とかあり得ないわけで
外付けでコイルを付ける以外に無いじゃん？
それはコントローラなだけで厳密には昇圧回路のICじゃないよね？ >>159
俺は>>151だけど、
> まるでチョッパ方式以外にもあるかのような記述を見つけたから、
チョッパ＝ぶった切るの意味だから、それ以外は無いと思うよ。
> チョッパ式しか無いならコイルを使うことになって
うぅん
他に２つ、スイッチドキャパシタ方式とダイオードとキャパシタの組合せ(名前忘れた)の２つがあるよ。
これらはキャパシタが小容量で済むなら、IC内部で完結するよ。 逆水平チョップ
袈裟切りチョップ
ランニング式
マシンガンチョップ
ダブルチョップ
クロスチョップ
モンゴリアンチョップ >>159
＞>なら、まれに昇圧できるICを見かけるから
＞そのICの型式を書いてください。
LTM8054
例が出てきた。
これで、あなたが想定している「乗っかっている方式」が、インダクタを乗せたタイプの電源ICで
いかにもICの恰好をしているものだとわかった。
「ICに乗っているDCDC」だけだといろいろ解釈できる。
(1)MAX232のように、通信ICに昇圧、反転電源が乗っている
(2)アナログデバイセズのアイソレータICに乗ったisoPowerのようなもの
(3)一般的な電源IC。一部の部品は外付けだけど、これもICに電源回路が乗っている、と言える。
(4)ICのパッケージに普通のインダクタも収めたもの(アナログデバイセズ旧LTやTI、トレックスなど)
(5)SIPなどのキャラメル型パッケージに収まったもの
あなたは(4)に決まってるだろう、と思うかもしれないけど、そうとは限らない。
>>152はおそらく(1)を想定してしまっている。 >>143が質問としてまとまっているので
>ICを見るとほとんど降圧するものしかないから
>ICに乗っかってる方式ではたとえスイッチングでも
>基本的に降圧しか出来ないってことですよね？
「昇圧できるものがある」と、あなた自身が理解しているのに「基本的に降圧しか出来ない」と
思ってしまったのは、その種の電源ICに降圧タイプが多いからだと思う。
でも市場の現実をそのように解釈するのは違うと俺は思う。
圧倒的に降圧タイプの方が需要が大きい。
なので、技術的に降圧しかできないからではなくて、
降圧タイプの方がずっと商売になるから、ほとんどの製品が降圧タイプになっている。
>なら、まれに昇圧できるICを見かけるから
>昇圧できるICの方式はどうなっているのか聞いているのですが
>DCDCコンバータで昇圧降圧できる方式では
>チョッパ方式しか知らないので、
>それ以外に教えてくださいってことなのですが
上に書いたように、技術的には、普通に昇圧回路を組めば昇圧できるようになる。
あなたが知ってる昇圧チョッパを作るだけのこと。そういう製品がまれな存在なのは、需要が少ないからにすぎないよ。
>チョッパ方式なら、昇降圧回路は簡単に組めるのに
>ICだと昇圧か降圧かしかないからどうなっているのかも含めて聞いてます
「昇圧か降圧かしかない」は、あなたが見つけたLTM8054の存在で否定されますね。 >>159
>チョッパ式しか無いならコイルを使うことになって巨大になるはずだろ
>なら、ICだけで完結する昇圧回路とかあり得ないわけで
>外付けでコイルを付ける以外に無いじゃん？
LTM8054のデータシートはご覧になりましたか？
中にコイルが入ってますよ。
それゆえに、外付けのコイルなしで、ICだけで完結する昇降圧チョッパが作れています。
LTM8054じゃないですが、同じシリーズのICの透視イラストです。
パワーインダクタが見えますね。
https://special.nikkeibp.co.jp/atcl/TEC/15/lineartechnology1024/071400017/z2s.jpg >>166
スペック通りの抵抗値だと、効率に差が出てくるはず。
といってもあなたが書いている「ほとんど変わりません」に含まれるかも。
あとは、>>167さんが書かれている通り、飽和させない(このICの最大出力電流は、上のほうのインダクタでは満たせないはず)とか、
上のインダクタのリストは入ってないけど、まわりの回路への影響を抑えたいときはシールドされているものを選ぶとか。 >>166
電流をどこまで取る必要があるかでかわる 皆さまご教示ありがとうございます。>>166です。
スイッチングの電圧コンバータのインダクタは、実際にどうやって機種選定するもの
なのでしょうか。
各ICメーカのデータシートを見てもインダクタンス値くらいしか指定がありません。
実際にテストしてみても、何を使っても有意な差がないのが実情です。
(限界条件で評価したわけではないので差がないというつもりはありません。)
結局はパスコンみたいに、経験で機種を選択して配置することになるのでしょうか。 限界条件でテストすればいいのに。
飽和とかで効率下がれば発熱するよ >>170
推奨値だけ？
普通、計算式が記載されているけど？ >>170
電源ならまず効率を測定したら有為な差がでるよ >>170
↓HOLTEKのデータシートは、わかっている人が対象なので、これを見てても理解は難しいだろね。
http://akizukidenshi.com/download/ds/holtek/HT77xxa.pdf
昇圧スイッチング電源の基礎
https://cc.cqpub.co.jp/system/contents/1716/
TIのスイッチングレギュレータICだと、部品の選定について詳しく書いてあるものが多い。
方式が同じなら、基本は同じなので、他のメーカーのICを使う場合でも応用がきくと思う。
でもスイッチングレギュレータのコイルやコンデンサの選定については、最初は解説書を見た方がわかりやすいかも。
もうずいぶん古い本だけど、私が最初に見たのはこれ。
実用電源回路設計ハンドブック
https://www.amazon.co.jp/dp/478983168X スイッチング動作の原理と仕組み、インダクタに掛かる電圧とインダクタ電流の状態遷移を理解していれば、
インダクタの選定に何が必要なのか分かるよ。オシロでインダクタ電流の波形を観察をしたことは無いの？ 話は外れるけど、
>>175
インダクタ電流、測ってるの？
電圧は見るけど電流なメンドイし、電流とは真面目だなと思って。 >>176
スイッチング回路ではインダクタのピーク電流を検知するシャント抵抗が経路に
設けられているはずだが、そのICだと内蔵されていて簡単ではないようだね。
概算でどうでしょうか？
インダクタ電流の充放電1サイクルは、半サイクルでノコギリ波（充電）+半サイクルのお休み（放電）。
充電 ／|＿／|＿／|＿／|＿
こんな感じ
放電 ＿|＼＿|＼＿|＼＿|＼
このうち、充電波形を平均化した値は、スイッチング回路の入力電流そのものになるよね。
つまり、インダクタ電流のピーク（ノコギリ波形の頂点）で、インダクタが磁気飽和しなければ良いのです。 Φ＝LI＝∫Vdt＝V*t V=const・・・・・磁束なので充電(charge)とはこれいかに >>177
勘違いしたみたいだけど、俺、>>166の質問者じゃないから。
もう一度聞くけど、インダクタ電流をいつも測って評価してんの？ >>176 = >>180 だろか。
>観察をしたことは無いの？
という、たった一度でも成立する経験の有無を問う話をした人に、
>測ってるの？
>いつも測って評価してんの？
と、習慣の話にしているのはなんでなんだろな。 >>181
そのまんま
いつも測ってんのかと聞いてるだけ >>183
わりぃ
さっきまで無茶ぶりする客の相手してたから、ちょっと荒んでた
絡んでるのは俺だね。謝る。すまん >>180
質問主じゃなかったですか、これはすまない。
インダクタ電流は設計時に見込み値を把握し、コア選定、コイル手巻きしてから回路全体を組んで
動作試験の際に実測してるよ。普段扱うのがDC140V 0.5〜4A位からの昇圧回路が多く、磁気飽和
なんてしたら、ヒューズが飛ぶ前にパワーMOSFETが弾け飛ぶからな。設計は細心の注意が要る。 >>187
>>180だけど、手巻きだからか。なら納得。
俺の普通は製品だから手巻き論外で、飽和電流がカタログに記載されてる市販インダクタで設計。
設計保証で片付けるから、インダクタ電流測る習慣がないの。
それで測るのが常識で、俺が非常識なのかと思ってさ。
ちなみに確認は電子負荷で確認。
OKならインダクタ電流は測らない(笑)
NGな上に原因不明なら測るけど、パターン放熱も考慮してるし、無鉛ハンダの表面実装だから、外さずに済むならインダクタは外したくない部品(汗)
>>186
あらためてごめん >>189
力率改善の為にAC100を整流した後に昇圧回路入れるのは良くある。 ブラウン管テレビのフライバックトランスを連想した。
あれを使って持ち焼網を浮遊させるのが流行ったっけね。 >>191
それ、PFCでしょ。
>>76見てないの？
もう、その時代は終わりつつある認識
76 774ワット発電中さん sage 2018/01/25(木) 07:05:44.15 ID:8xL1NcpT
>>75
PFC回路＝昇圧回路ではないのに、なぜそこだけに拘る？
LT3798とかでいいやん。 >>193
見てないの？ と詰問調。
だけど、
「良くある」という現状認識（1割〜9割ぐらいが採用してたら「良くある」でも話は通るだろうし)
と、
別のタイプの（あるいは新しいタイプの）ものがある
という話とは両立するのでは？ >>190
kVオーダーがコッククロフト・ウォルトン回路ならあっそ!って感じ。
プッシュプル回路だけでやってるならスゲーと思う。
昔のLCDのバックライトは冷局管で、その昇圧基板見て俺には作れねぇーと思った >>195
回路は凄くシンプル。
トランスや基板の設計が難しいけど。 リニアテクノロジーのデータシート、テキトー過ぎるな >>197
LTSpiceがあるんだから細かいところは自分で確認しろということなんだろきっと >>195
あれは芸術品
回路図に載ってないパラメータやノウハウが満載だからね
あと、大学の教科書に載ってないことばかり
最近はLED全盛になって一安心
バカでも作れるようになった >>195
リーケージトランスを使って二次側の寄生容量とで共振させて昇圧する
とか、権威ある解説書のどこにも載ってないアクロバットなことして昇圧
させてた
再現できる人はもういないと思うよ >>24
等価回路図的にはそうだが、
https://www.tel.co.jp/museum/magazine/natural_energy/161031_report02_01/img/img_report02_06.gif
実際にはサブストレートのN-層の抵抗損失を減らそうとして
Ｐ型ドーパントの層にしてみたら思惑が大成功して大電流時の
RDSONを大幅に下げることに成功したと思ったら、今度は飽和
電圧0.6Vが残って低電流時の効率が落ちたでござるの巻きで
この新素子の名前をMOS-FETではなくてIGBTにしたというのが
始まりのオワリ 医師になるのは、めちゃくちゃ簡単だよ。
どんな馬鹿医大でも国家試験の合格率7割以上はあるし、自治医大以上ならほぼ100％。
弁護士の場合は難関ロースクールを卒業しても、国家試験を通るのは10%程度。
医師になるには金と時間がかかるが、試験自体は簡単。
うちは従兄弟三人医師になったが、英検二級すら落ちるレベルの頭だからね。
医師国家試験の合格率ランキング見てみ。
一番低い帝京大学ですら、79.4%。
奈良県立大以上の偏差値の25校は95.0％超え。
これのどこが難関試験なの？
医学部に学費を支払える財力のハードルが高いだけで、医師にはバカでもなれる。
弁護士、司法書士、会計士、英検１級あたりは、バカには絶対に無理。
まとめると
医師国家試験→バカでも受かる。しかし、医学部6年間で1,000万以上かかる学費のハードルが高い。
司法試験→ロースクール卒業しても、合格できるのはごく一部。非常に難関な試験。
司法書士→ロースクールに行かなくても受験できるが、難易度は司法試験並み。
英検１級→英語がずば抜けて優秀でないと合格できない。英語の偏差値100必要。（実際にはそんな偏差値はないが）
会計士→おそらく、最難関試験か。会計大学院修了者の合格率は7.6％しかない。
不動産鑑定士→鑑定理論が地獄。単体の科目としては最難関の一つ。経済学などは公務員試験より簡単か。 >>1
DC-DC電圧ステップアップダウン+電流ステップダウンコンバーター
■激安800円で最高性能■使い方説明解説■昇圧降圧
■電子工作■4K高音質マイク録音
https://youtu.be/nBc54CpYwDg 訂正 Go Rocky flyback now ！
邦訳 ロッキーよ、フライバックコンバータでナウしろ！ ？？？
ちなみに、Rocky のリング名はイタリアの種馬、
別名 イタリアの跳ね馬(Bucking horse) あ、昇圧コンバータは Boost converter だった。 降圧が buck converter スイッチング方式のDC/DCコンバーターの昇圧回路
・・・・・・・・・・・・・・・・・・
コロラドへ行けい！！ >>1
PWM制御スピードコント ローラー■アマゾン激安品■
実用レベルで使えるのか？実測テスト検証■
組立て完成まで理系エンジニアが解説■
LEDライト、モーター、何でも対応■
https://www.youtube.com/watch?v=IOpB3qzLHQU ぢゅーてぃ、ぢゅーてぃ、ぢゅーてぃ、、ぢゅーてぃペイヤァー
ぢゅーてぃ、ぢゅーてぃ、ぢゅーてぃ、、ぢゅーてぃペイヤァー >>211
うちの古い電気ドリルは 防爆仕様になんて準拠していないので
暗い中で使うとカーボンブラシで生じる火花が光って見えるんだわ。
斯様に誘導性負荷というのは切断解放時に恐ろしい電圧が発生してしまうんやな。
PWMスピードコントローラー、何でも対応ねぇ・・・ほんまかいな； 電池2本で5Vを作る電源を作りたいと思っています。
TIのICのデータシートに推奨パターン図が出ています。
https://imgur.com/JA4PzyE
両面基板で反対面は全てGNDパターンにしようと考えています。
反対面GNDパターンへは、図中の ○○○ 記号の3カ所を接続予定です。
コイルには磁気シールドがあるものと無いものがあるようです。
質問なのですが、
選ぶコイルの、磁気シールドの有無により、
コイル直下部分のGNDパターンを抜くべきでしょうか?
・シールドあり→直下GNDパターン置いてもOK
・シールド無し→直下GNDパターンを抜く
・それとも、全く気にせずにGNDベタ置けば良い
という感じです。
宜しくお願いします。 磁気シールドがない場合、ベタグランドがあったらコイルの巻き線の向きにもよるけど渦電流が流れそう。(インダクタンス減に見える)
昔、シールドのないドラム型コアのインダクタを使った実験基板をアルミケースに入れたら動作が変わったことがある。
コイルにアルミ板を近づけるだけで再現した。
信号線だと影響も受けるのと、Digikeyとかで探すぶんには、シールド型も選択肢が豊富。
すげえ量産とか、むちゃむちゃ容積についての要求が厳しいとかでないなら、作り直しのリスクを下げられるシールド型を選ぶ方がいいと思う。 >>214
俺なら、
・シールドがあろうが無かろうが、GNDは必ず抜く
だね。シールド付きを必ず選ぶけど、100%信用はしてないから。
だって只でさえGNDにはスイッチング電流が流れるのに、さらにノイズで汚したくない。
あとGNDを抜くのは、インダクタに副作用があるからだった気が…((-ω- ?))
電池からの昇圧用って事だけど、ならインダクタは比較的小型で済み、シールド無ししか選択肢が無いと思う >シールド無ししか選択肢が無いと思う
なんでやねーん！ あ。でも直下のグランドパターンを抜けるなら抜くことには同意。
副作用は215で書いたようなことじゃないですかね。 >>217
そらまぁ、デカいインダクタにすればあるよ。あるけどさ、邪魔じゃん(^-^;
バッテリ用と聞くと俺が思い浮かべるインダクタはTDKのNLVシリーズ NLVシリーズ…。20世紀の終わりごろに使ったような気がする。 NLCだったかな?
今は小さくて、一応(←重要)シールド付きで、もっと大きい電流が流せるものが出てきてるし。
「でも、同サイズならシールドなしの方が大きい電流のものが選べるはずだよなあ」と思ったけど、
あらためてDigikeyで探してみたら、サイズによっては、シールドなしがすごく選択肢がせまくて、
一方でシールドありでも大きい電流になってる。インダクタ屋さんの製品開発すごい。 >>220
「20世紀」と書かれると遥か太古の感じがするなぁ～(笑)
昔wのNLVシリーズは青だったと思うけど、今は黒みたいやね。
そういや、バッテリ駆動基板なんて10年は設計してないや(笑) ところで質問者はなんで5Vを作りたいんだろう？
乾電池駆動したいなら省電力化の為に2.5Vとか、1.8V駆動を狙うと思うんだが。
おまけ。先月、興味深いICが発表されてた。
Nxperia、ボタン電池の寿命を最大10倍延ばせる「バッテリブースターIC」
pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1515759.html >>215
ありがとうございます。
>渦電流が流れそう。(インダクタンス減に見える)
なるほど、減るんですね。了解しました。
>作り直しのリスクを下げられるシールド型を選ぶ方がいいと思う。
ありがとうございます。よくわかりました。
ほかのみなさんも、おっしゃることが共通に大変よくわかりました。
どうもありがとうございました。 >>221
そうだ、少なくとも、NLCは青だった。なつかしー。
>>222
おー。
>安定化された(1.8〜3.6Vまでプログラム可能)高パルス電流(最大200mA)を出力する。
リチウムコイン電池は、ピーク電流が弱かったし。
単純にコンデンサで補完するのと何が違うのかデータシートをこれから見ます。 連投ですみません。皆さんのお話から、DCDCコンバータでの
インダクタの選び方に興味がわき想像してみました。
以下の考え方は、正しいでしょうか
1. インダクタンスの大きいものを選ぶ
インダクタが大きいほうが、出力波形のリップルが小さくなるから。
コイルを流れる電流波形の「登り/下り」傾斜が緩い方が、
電流波形の山と谷の差が小さくなる
2. 直流抵抗はなるべく小さいものを選ぶ
インダクタの直流抵抗が大きいと、入出力間の電圧が無駄になるから。
3. 自己共振周波数の高い物を選ぶ
スイッチング周波数と近いと、コイルらしさが減ってしまうから。
4. 許容電流が大きいものを選ぶ
許容電流が、作りたい電流値が近いと高電流近くでコイルらしさが減ってしまうからから。
5. 磁気シールドの付いたものを選ぶ
EMCへの効果と、プリントパターンの自由度が高くなるから
しかし、
4. インダクタンスの大きいものは巻き数が多くなり、
直流抵抗が大きく、自己共振周波数も低くなってしまう
5. それならと巻き線を太くすれば良いが、形状が大きくなる。
6. スイッチング周波数を上げて、MHzのものにすれば、コイルは小さくなるが
自己共振により選択肢が減る
そこで、
7. 出力リップルを許容して選ぶ。リップル低減は出力コンデンサに頑張ってもらう
8. 自己共振はスイッチングの2倍以上、許容電流は使用電流の1倍以上あれば良しとする。
という感じで決めていく TDKのVLSシリーズにしようと思います。
ありがとうございました。 >>225
概ねいいんだけど、TI製ICでインダクタを選ぶならTIのWEBENCHに計算させるといいよ。
インダクタの候補をいくつか提示してくれるから、間違いを起こしにくい。
> 許容電流は使用電流の1倍以上あれば良し
ディレーティング的に宜しくないなぁ、許容電流は「常温の場合」の条件付きかもしれないから。
ディレーティング80%だとすると1.25倍以上がお薦め インダクタの定格電流と飽和電流はメーカーによって曖昧な表現になってる。
とりあえず、スイッチングレギュレータを作るなら、
回路でインダクタに流すピーク電流が、インダクタの飽和電流を超えないようにしないといけないです。
インダクタンスが小さいと同じ出力電流でもピーク電流が大きくなるので注意。
その上でディレーティングも重要。 お二方、ありがとうございます。
確かに、三角の頂上が最大を超えてはいけないですね。
磁気飽和の関係ですね。
マージン見ておきます。
ありがとうございます。
コンデンサに比べて、コイルは難しいですね。 >>224
> NLCは青だった。なつかしー。
スイッチング電源には巻線だよな～と思っていたけど、4年前に恐る恐る積層インダクタを使ったの。ICは1.6x1.6サイズの降圧TLV62568A。
出来た回路全体が小さくて、そこにスイッチング電源があるなんてパッと見分からないw 出来上がった基板見て驚いたよ
時代は変わったのね。
> 単純にコンデンサで補完するのと何が違うのかデータシートをこれから見ます。
コイン電池使う案件が手元に無くてデータシート見てないけど、すごそうなICだよね。
瞬間的に200mA使えればなんでも出来そうw
(コイン電池は普通「何μA使うから何年保持出来て…」とチマチマした世界だしw) >>230
>時代は変わったのね。
その小ささ、積層インダクタで、性能を満足したのでしょうか?
動くことは動くに決まってると思う。付加を書けたときにどうかが問題と思う >>231
微妙に変だぞ。ふつうは電源回路を組んで、負荷をかけずに動いたの動かないのは論じることはないだろう。 >>231
うん？何か心配？
その時の用途がとある部品用のデモボードだったから、厳密な試験はしてない(^-^;
ただ、選んだインダクタはムラタのDFE252012Fシリーズの1uHで、許容電流3.3Aでサチ電流4.7Aの直列40mΩ。
てな訳で設計保証はしてるw 1uHとは小さい地でOKなんだね。電流は50mAくらいとか? 小さいインダクタンスを選ぶのは、同じパッケージならより多くの電流を流すため。
小さいインダクタンスから、ちっぽけな50mAを想起するのはちょっとおかしい。(逆だよ)
小さいインダクタンスで済むのは、周波数が高かったりBUCKの場合は入出力電圧差が低かったりするケース。
にしても1.5MHzの石で、1uHか。 >>235
> にしても1.5MHzの石で、1uHか。
1.5MHzにするとインダクタやらコンデンサを小さく済むから実装面積的に助かるんだよね インダクタンスが大き過ぎると負荷急変などの過渡応答が悪くなるよ >>238
リップル電流を減らせられる、だっけ？
降圧の場合でスマンだけど、例えば12Vから9Vとか5Vの比較的高めの電圧を作るときはインダクタは大きくなる。
SW周波数が低くても大きくなるし、結局は物理現象でインダクタは決まる
と思ってるw スイッチのON/OFFにともなってコイルに流れる電流は直線的に上下する。
その最大値と最小値の「差」は、入力電圧、出力電圧、インダクタンスで決まる。
最大値と最小値の差はインダクタンスが大きいほど小さくなる。
降圧電源の場合、最大値と最小値の中間が出力電流。
たとえば、最大値と最小値の差が200mAであるとき出力電流が0.5Aなら、最大値は0.6A、最小値は0.4A…(1)
同様に、最大値と最小値の差が200mAであるとき出力電流が0.1Aなら、最大値は0.2A、最小値は0A…(2)
つまり…、(1)のように十分な出力電流を流したときに最大値と最小値の差が200mAとなるようなインダクタンスを選んだとき、
出力電流が0.1Aより小さくなると、スイッチングレギュレータは綺麗な電流の上下をする連続モードを取れなくなる。
少なくとも、スイッチ、ダイオード、コイルで構成される降圧電源では、不連続で動作するモードになるのが普通だと思う。
本来、非常に高い周波数でスイッチするはずの電源が、不連続でスイッチする結果、電源には、本来のスイッチ周波数よりもずっと低い周波数のノイズが乗ることになる。
ということで、低消費電力な特にオーディオ機器では、不用意に小さいインダクタは選ぶべきではないです。 「不用意に小さいインダクタンスは選ぶべきではないです」でした >>240
> 出力電流が0.1Aより小さくなると、スイッチングレギュレータは綺麗な電流の上下をする連続モードを取れなくなる。
これ、スッキリとした良い解説。
曖昧に理解していた箇所が納得出来たような…
アリガト ということは、
・低負荷でのインダクタンスは大きめを選べ、
という捉え方も良いみたいですね。 むやみに大きいインダクタンスのものを選ぼうとすると、自己共振周波数も低くなるのでほどほどにしないと。
低負荷だけの降圧なら、シリーズレギュレータも検討するべきだし。 >>245
面白いアイデアだね
ただ価格が倍になるのと、配置によっては磁気結合して別のトラブルになりそう 直列にして、インダクタンスが大きいものが飽和したときに、高飽和電流、小インダクタンスの方が持ちこたえるのか。
面白そう。
磁気結合はシールドタイプなら、わりと気にしなくてすむと思う。
コイルの品種にもよるけれど、小さいエリアに単巻きインダクタでSEPICコンバータを作ってコイルの向きをいろいろにしたけど目立った影響はなかったと思う。
問題は、大きいインダクタンスのコイルの飽和電流を超えたところで、小さいインダクタンスのコイルでの連続モードを使うことになるわけだけど
大きいインダクタンスのコイルは、定格電流 ≫ 飽和電流 のものでないと意味が薄いことだろうな。
傾向としては 定格電流 < 飽和電流 とか、定格電流 ≒ 飽和電流 のものが多いと思う。 >定格電流 ≫ 飽和電流 のもの
これは、どのように考えれば良いのでしょうか。
飽和電流=磁気飽和なので、インダクタンスとしての振る舞いが無くなる。
なのにそれ以上ので定格として使える・・・・? >>248
たとえば、
ww.bourns.com/docs/Product-Datasheets/SRR7045.pdf
これの、大きめのインダクタンスのものは定格電流の方が大きい値になってます。
飽和電流は、磁性体や巻き数で決まる、インダクタとして働く限界。
定格電流は、直流抵抗などの損失や電線で決まる、ともあれ流せる上限。(切れないとか燃えないとか)
上のデータシートのように、同じシリーズ内でインダクタンスによって逆転しているのは、
定格電流 > 飽和電流 という性質をセールスポイントとして作ったのではなくて、
そうなっているだけかも。 >>249
ありがとうございます。
定格という言葉を「機能を維持しながら使用できる標準的な」ということではないのですね。
>ともあれ流せる上限。(切れないとか燃えないとか)
絶対最大定格という感じがしますね。 
