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設計基礎技術講座・設計編

 eラーニング講座

 概要

 設計基礎技術講座では、スイッチング電源の設計方法について学習します。実際に販売されているコーセル株式会社製のスイッチング電源LCA75S-12(入力電圧AC100V、出力電力75W、出力電圧12V)を教材として、使用されている部品の種類や特性、各部の機能、回路定数の計算方法などについて学習します。

 設計基礎技術講座・設計編では、スイッチング電源の設計プロセスを理解し、回路定数の計算方法や製品の試験方法などについて学習します。

 

 対象者

 パワエレの基礎知識がある方。これからパワエレ製品の設計に関わる方。

 

 学習時間

 本eラーニング講座では、約220枚のスライドを使って学習を進めます。各章の終わりには選択式の設問があり、学習の理解度を確認することができます。

 

 学習内容

章番号 タイトル スライド番号 スライドタイトル
予備知識 1.1 波形の計算
1.2 手計算できる波形
1.3 時比率(Duty)を求める早見表
1.4 ピーク値(peak)を求める早見表
1.5 平均値(ave)を求める早見表
1.6 実効値(rms)を求める早見表
2.1 効率η
2.2 効率で求められる入力電力Pi
2.3 効率で求められる電源の損失PL
3.1 力率の予備知識
3.2 力率とは(1)
3.3 力率とは(2)
3.4 力率と入力電流Ⅰrms
3.5 力率と入力電力の具体例
4.1 具体的に計算する電源の写真
4.2 具体的に計算する電源の回路図
4.3 回路をブロックに分ける
5.1 (設問)
入力部(入力~整流器) 1.1 入力電力と出力電力の関係
1.2 入力電力と入力電流の関係
1.3 損失(電力)最大となる入力電圧とは?
1.4 入力電流波形
1.5 入力電流の(最大)実効値の求め方
1.6 入力電流の平均電流の考え方
1.7 入力電流の(最大)平均値の求め方
1.8 入力電流の(最大)ピーク値の求め方
2.1 入力コネクタ(CN1)の決め方
3.1 ヒューズ(F11)の定格電圧の決め方
3.2 ヒューズの定格電流
4.1 相間コンデンサ(C11)
5.1 放電抵抗(R24)が無い場合
5.2 放電抵抗の働き
5.3 放電抵抗の抵抗値を求める
5.4 放電抵抗の電圧・電力
6.1 ラインフィルタ(L11)の直流抵抗測定
6.2 ラインフィルタの損失計算
6.3 ラインフィルタの飽和
6.4 ラインフィルタの飽和計算(入力電流)
6.5 ラインフィルタの飽和計算(公式)
6.6 ラインフィルタの飽和計算(実例)
6.7 ラインフィルタの飽和計算(判定と対策)
7.1 入力整流器(SS11)の定格電圧
7.2 入力整流器の損失
7.3 入力整流器の発熱
8.1 (設問)
入力回路(整流後~平滑部) 1.1 パワーサーミスタ(TH1)とは
1.2 パワーサーミスタが無かったら
1.3 パワーサーミスタの働き
1.4 B定数
1.5 低温時の限界
1.6 使用上の注意事項
2.1 接地コンデンサ(C13,C16)の働きイ
2.2 接地コンデンサの欠点
2.3 漏洩電流の計算方法(基礎)
2.4 漏洩電流の計算方法(応用)
3.1 入力平滑コンデンサ(C15)の寿命
3.2 入力電解コンデンサの電圧
3.3 入力電解コンデンサのリップル電流(1)
3.4 入力電解コンデンサのリップル電流(2)
3.5 入力電解コンデンサの容量(1)
3.6 入力電解コンデンサの容量(2)
3.7 入力電解コンデンサの容量(3)
3.8 入力電解コンデンサの容量(4)
4.1 (設問)
出力トランス(T11) 1.1 コア材料の決定
1.2 コアサイズ
2.1 1次巻線の巻数
2.2 1次巻線の巻数はまだ求まらない
3.1 2次巻線の巻数
3.2 定格出力電圧が出せる巻数
3.3 2次巻数の大小によるメリット・デメリット
3.4 試作する巻数決定
4.1 1次巻線と2次巻線の磁気結合
4.2 T型等価回路と結合係数k
4.3 巻数が異なる場合の等価回路
4.4 励磁電流と通過電流
4.5 結合係数kの測定方法
5.1 1次巻線と2次巻線の静電結合
5.2 安定電位とは
5.3 静電容量に流れる電流
5.4 巻線の表現方法
5.5 等価容量Cotの考え方
5.6 Cotの低減方法
6.1 1次巻線と2次巻線の関係
7.1 (設問)
出力部 1.1 はじめに
2.1 2次側整流ダイオード(SS51)
2.2 耐圧
2.3 電流
2.4 損失
2.5 放熱計算
3.1 出力コイル(L54)のインダクタンス値
3.2 出力コイルの巻数
3.3 出力コイルの飽和特性
3.4 フェライトコアのギャップ位置
4.1 出力電解コンデンサ(C53,C54)
4.2 容量成分に発生する電圧の求め方
4.3 ESR成分に発生する電圧の求め方
4.4 ESL成分に発生する電圧の求め方
4.5 出力リップルまとめ
5.1 CRスナバ回路(C51,C52,R51)
5.2 CRスナバ回路の欠点
5.3 CRスナバ回路の注意事項
6.1 ブリーダ抵抗(R52)が無い場合
6.2 ブリーダ抵抗が無いと負荷変動大
6.3 ブリーダ抵抗が無ければ出力電圧可変不可
6.4 ブリーダ抵抗設定方法
7.1 2次側接地コンデンサ(C55)
7.2 2次側接地コンデンサの容量と耐圧
8.1 出力コネクタ(CN2)
9.1 (設問)
インバータ部 1.1 インバータの動作
2.1 インバータに流れる励磁電流
2.2 インバータに流れる通過電流
2.3 インバータに流れる電流
2.4 インバータ電流の実効値計算
3.1 インバータのオン損失計算
3.2 インバータのクロス損失
3.3 インバータの容量損失
3.4 インバータの容量損失の容量
3.5 インバータの容量損失計算
3.6 インバータの容量損失の低減方法
4.1 インバータオフ直後の電圧上昇
4.2 LC直列共振波形
4.3 インバータオフ時の電圧波形
4.4 インバータオフ時の電圧波形から励磁電流を描く
4.5 危険なインバータ電圧波形イ
5.1 両対数グラフとは
5.2 dBμV表示
5.3 対数グラフの傾き
5.4 電圧波形を周波数特性で表す
5.5 具体的にインバータ電圧波形の周波数特性を描く
5.6 インバータ電圧波形の高域特性
6.1 異常発振防止
7.1 (設問)
制御系 1.1 1次側制御IC
2.1 制御ICの起動・停止条件
2.2 起動回路
2.3 起動回路のばらつき
2.4 ICが停止した時
2.5 ICに並列抵抗を接続
2.6 起動電圧のばらつき低減
2.7 電流源-電圧源変換
2.8 RLCの分圧回路
2.9 ICが停止した時(ICに並列抵抗有)
3.1 トランスからIC電源供給(最小値)
3.2 電源のヒステリシス特性
3.3 ヒステリシス特性が無い場合
3.4 トランスからのIC電源供給(最大値)
4.1 ICの発振回路
4.2 ICのDuty可変回路
5.1 ICのドライブ回路
5.2 外付けドライブ回路
6.1 ICの過電流保護回路(OCP)
7.1 ICの過電圧保護回路(OVP)
8.1 ICの短絡電流低減回路
9.1 2次側出力電圧制御回路
9.2 出力電圧設定
9.3 カプラ電流制限抵抗(R53)の抵抗値計算
9.4 カプラ電流制限抵抗(R53)の電力計算
9.5 カプラ並列抵抗(R54)の抵抗値計算
10.1 配線の注意事項
10.2 過電圧保護回路の配線の注意事項
11.1 過電圧保護回路(OVP)は確実に動作させる
11.2 過電圧保護回路(OVP)の設定方法
12.1 一巡伝達関数
12.2 測定方法
12.3 回路シミュレータの勧め
12.4 ボード線図の着眼点
13.1 (設問)
雑音端子電圧計算 1.1 はじめに
1.2 出力ノイズ
1.3 雑音電界強度
1.4 雑音電界強度の規格
1.5 雑音端子電圧
1.6 雑音端子電圧の規格
2.1 基礎知識(分圧計算)
2.2 基礎知識(カットオフ周波数)
2.3 基礎知識(発生源)
3.1 等価回路化
3.2 等価回路化(モード毎に分ける)
4.1 雑音端子電圧(ノーマルモード)の計算
4.2 発生源計算(インバータ電流)
4.3 発生源計算(電圧)
4.4 発生源計算(周波数特性)
4.5 減衰量計算(カットオフ周波数fp)
4.6 減衰量計算(減衰計算)
4.7 検出部での減衰計算
4.8 雑音端子電圧(ノーマルモード)の計算まとめ
5.1 雑音端子電圧(コモンモード)の計算
5.2 発生源計算
5.3 コンデンサの分圧計算
5.4 検出と減衰の計算(カットオフ周波数fp)
5.5 検出と減衰の計算(減衰計算)
5.6 雑音端子電圧(コモンモード)の計算まとめ
6.1 計算結果と規格値の比較
7.1 (設問)
アブノーマル対策設計 1.1 アブノーマル対策とは
1.2 FMEAとは
1.3 アブノーマル試験とは
2.1 製品としての異常試験
2.2 高温過負荷出力試験
2.3 電解コンデンサ容量抜け状態試験
2.4 高入力電圧試験
2.5 低入力電圧試験
2.6 入力オンオフくり返し試験
2.7 無通風試験
2.8 短絡投入試験
2.9 短絡放置試験
3.1 アブノーマル対策事例紹介(D12)
3.2 アブノーマル対策事例紹介(ZD11)
3.3 過電圧保護回路
4.1 他の信頼性試験
5.1 (設問)
10 表皮効果と近接効果 1.1 はじめに
1.2 電磁気学
2.1 渦電流とは
2.2 表皮効果のイメージ
2.3 表皮効果の深さ
3.1 近接効果(事前の約束事)
3.2 近接効果とは
3.3 近接効果のイメージ
3.4 近接効果が大きく現れる例
3.5 近接効果の例(ギャップ無トランス)
3.6 電流の流れていない巻線でも損失
3.7 1ターンの違いによる損失
4.1 抵抗低減方法(リッツ線)
4.2 抵抗低減方法(磁束の乱れ低減)
5.1 (設問)

 

 注意事項

教材タイトルは、予告無く変更される場合があります。
本eラーニング講座の利用は、利用者本人の個人的な範囲に限ります。