1.DCDCコンバーターとは

DCDCコンバーターとは、直流を一次入力し直流を二次出力する電源のことを言います。一次電源の直流をいったん交流に変換し、その交流を再度直流に変換します。そのため、DCDCコンバーターは厳密にはDC・AC・DCコンバーターとなります。

1-1.なぜ交流に変換するのか

交流に変換する理由としては、二次側で必要とするエネルギーだけを供給するよう直流電力を制御するためとなります。トランスを使えば巻線比の設定で好みの二次電圧が得られ、一次電源系と二次電源系を直流的に絶縁できるという利点も得られます。

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    2.PWM DCDCコンバーターとは

    DCDCコンバーターには、以前はロイヤ型と称する自励型のコンバーターが使われたこともありました。

    鉄心の飽和特性を利用して自励発振させるもので回路自体は簡素ですが、トランスの設計が難しく、また一次電源電圧によってスイッチング特性が変動するため、広い一次電源電圧範囲で安定して使うには工夫が必要でした。

    また回路自体にはレギュレータ機能がありませんでした。一方、PWM DCDCコンバーターとは、直流を方形波交流に変換する機能に、レギュレータ機能を追加したものとなります。

    ※レギュレータ機能:一次電源電圧の如何に関わらず、二次出力電圧を一定に保つ機能のことを言います。



    3.PWM DCDCコンバーターの機能

    PWM DCDCコンバーターには2つの機能があります。

    • 一次電力を交流に変換する機能
    • 一次電源電圧の如何に関わらず二次出力を一定電圧に保つレギュレータ機能

    特に二つ目のレギュレータ機能の設計に関しては、整流の正しい知識を持たないと実現することができません。

    4.DCDC電源の設計

    PWM DCDCコンバーター用の制御ICが市販されている現代では、誰でも電源を設計することができます。

    設計に必要な特殊な部品も特になく、トランスとスイッチング回路の組み合わせは、オーディオ・アンプと同様に考えることができます。

    PWM型は、トランスの設計や広い一次電源電圧範囲で安定して使うための工夫等の難しさはありませんが、ディスクリート部品で制御回路を組み立てると膨大になるため実用化が難しいという問題がありました。

    IC技術が発達したおかげで制御回路が小さな一つのパッケージとして市販され、簡単にPWM DCDCコンバーターを作れるようになりました。

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    書籍『PWM DCDC電源の設計』

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