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

**774ワット発電中さん** · 2018/11/01(木) 10:13:47.51

>>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。

**774ワット発電中さん** · 2020/12/08(火) 19:43:28.25

リニアテクノロジーのデータシート、テキトー過ぎるな

**774ワット発電中さん** · 2021/04/18(日) 13:29:02.15

>>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

**774ワット発電中さん** · 2021/04/18(日) 13:32:30.12

>>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

**774ワット発電中さん** · 2021/04/18(日) 13:45:07.68

>>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

**774ワット発電中さん** · 2021/04/18(日) 19:55:18.34

>>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

**774ワット発電中さん** · 2021/04/25(日) 05:05:14.34

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。

**774ワット発電中さん** · 2021/12/17(金) 16:41:10.04

>>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

**774ワット発電中さん** · 2021/12/18(土) 11:15:35.59

さあ皆で、スイッチング方式のDC/DCコンバーターの昇圧回路の歌を歌おう！
https://www.youtube.com/watch?v=2i4LeZ1KjX4

これは、おまけ
https://www.youtube.com/watch?v=4TtMX1EvhXk

**774ワット発電中さん** · 2021/12/18(土) 21:33:45.92

Co Rocky フライバック！　ナウ！
https://www.youtube.com/watch?v=aVH_2X3q6xc

**774ワット発電中さん** · 2021/12/18(土) 21:44:07.66

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)

**774ワット発電中さん** · 2021/12/18(土) 21:45:46.74

あ、昇圧コンバータは　Boost converter だった。　降圧が　buck converter

**774ワット発電中さん** · 2021/12/25(土) 11:04:44.88

ほーん

**774ワット発電中さん** · 2021/12/26(日) 13:29:41.45

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！！

**774ワット発電中さん** · 2021/12/27(月) 14:57:19.98

コロラドの月

**774ワット発電中さん** · 2022/02/24(木) 00:04:09.68

>>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

**774ワット発電中さん** · 2022/02/24(木) 16:14:58.92

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

**774ワット発電中さん** · 2022/02/24(木) 16:15:00.43

>>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；

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 01:12:25.70

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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 08:10:36.60

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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 08:22:55.13

>>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

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 08:27:02.12

>シールド無ししか選択肢が無いと思う

なんでやねーん！

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 08:40:03.33

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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 08:47:14.64

>>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

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 11:03:38.97

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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 11:46:07.80

>>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)

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 12:03:39.85

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

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 12:08:27.90

>>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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 12:24:03.35

>>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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 12:41:55.50

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

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 13:48:10.03

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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 14:37:53.73

>>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

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 16:10:52.68

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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/14(月) 16:48:17.69

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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/15(火) 10:41:09.40

>>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)

**774ワット発電中さん** · 2023/08/15(火) 12:55:20.74

>>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

**774ワット発電中さん** · 2023/08/15(火) 13:23:31.64

>>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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/15(火) 13:31:05.59

>>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

**774ワット発電中さん** · 2023/08/15(火) 13:53:33.94

1uHとは小さい地でOKなんだね。電流は50mAくらいとか?

**774ワット発電中さん** · 2023/08/15(火) 14:08:51.43

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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/15(火) 15:17:13.43

>>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

**774ワット発電中さん** · 2023/08/17(木) 13:03:48.08

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

**774ワット発電中さん** · 2023/08/18(金) 03:40:29.12

すると、インダクタンスを大きくする理由は何?

**774ワット発電中さん** · 2023/08/18(金) 05:08:24.73

>>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

**774ワット発電中さん** · 2023/08/18(金) 07:10:51.38

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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/18(金) 07:11:48.66

「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

**774ワット発電中さん** · 2023/08/18(金) 09:06:04.95

>>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

**774ワット発電中さん** · 2023/08/18(金) 11:37:08.97

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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/18(金) 18:25:51.07

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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/19(土) 00:10:05.90

大小のインダクタを直列にするのだ

**774ワット発電中さん** · 2023/08/19(土) 03:05:47.67

>>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

**774ワット発電中さん** · 2023/08/19(土) 07:58:48.82

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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/19(土) 09:29:45.19

>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・・・・?

**774ワット発電中さん** · 2023/08/19(土) 10:41:02.62

>>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。

**774ワット発電中さん** · 2023/08/19(土) 13:33:59.60

>>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。

**774ワット発電中さん** · 2023/10/02(月) 13:53:58.49

これはもう、人生最高の瞬間かもしれない！

**774ワット発電中さん** · 2023/11/30(木) 23:29:49.27

デジキーで買えるDCDCコンバータメーカに
GAPTECというのが増えてきたけど、実際どうなんでしょうか。

**774ワット発電中さん** · 2023/12/01(金) 09:59:12.96

>>252
Digikeyが売ってるんならそこそこ信用ある会社だと思う
これがアリババだったら疑うがw

**774ワット発電中さん** · 2024/04/18(木) 16:15:50.84

こんなサイト見つけた。
http://spslabo.com/index.html
Introduction of SMPS design method.