システム電源の回路解析と応用設計コース

~複雑な回路でも確実な設計ができる~

上級

費用 36,000円(税抜き)   対象製品 RX62G

開催日時/会場

  • 2019年 02月19日(火)~ 02月20日(水) 【1日目】10:00~17:30【2日目】9:30~17:00
  • 豊洲会場(豊洲フォレシア) 終了しました
  • 2019年 12月17日(火)~ 12月18日(水) 【1日目】10:00~17:30【2日目】9:30~17:00
  • 豊洲会場(豊洲フォレシア)

お申し込み受付の締切は、セミナー開催の前営業日17:00となります。

講師

田本貞治 工学博士 パワエレ技術研究所 所長

  1. 略歴
    ・2011年1月 ユタカ電機製作所退職 パワエレ技術研究所 創業現在に至る
    ・東京大学 大学院工学系研究科 IOE社会連携講座 特任研究員
  2. 専門分野
    ・UPS、インバータ、高精度交流電源の設計開発、デジタル電源の研究開発
  3. 主な著書
    ・2009年 トランジスタ技術増刊 『電源回路設計2009』(分担執筆)/CQ出版
    ・2012年 グリーンエレクトロニクスNo.8 高速&高耐圧!パワーMOSFETの活用法(分担執筆)/CQ出版
    ・2012年 トランジスタ技術SPECIAL 『はじめてのディジタル・パワー制御』(分担執筆)/CQ出版
    ・2013年 グリーンエレクトロニクスNo.12 マイコンによるデジタル制御電源の設計(分担執筆)/CQ出版
    ・2016年 トランジスタ技術SPECIAL 『要点マスタ!パワー電源&高輝度LED照明の作り方 (分担執筆) /CQ出版
    ・2016年 グリーンエレクトロニクスNo.18 30MHz/10kWスイッチング!超高速GaNトランジスタの実力と応用 (分担執筆) /CQ出版

受講をお勧めしたい方

パワーコンディショナや無停電電源装置などのパワエレ回路(電力制御装置)の開発を始めた方で、まだ十分な設計能力を身に付けていない方。

受講に必要な前提知識

応用電源回路設計として、基本的な電源回路の動作が理解できていることを前提とします。そのため、電源回路の基本的な動作原理等は省略しています。この講座で必要な基本的な回路設計技術を理解するためには「直流コンバータの回路解析と実用設計コース」の受講を推奨します。また、ここで取り上げた回路の制御法については「デジタル電源応用制御技術コース」の受講を推奨します。

内容

近年温暖化対策として自然エネルギーの活用が求められています。例えば、太陽光で発電した電力を電池に充電し必要なとき使うことができるようにするなど、自然エネルギーで発電した電力を無駄なく使い切ることが考えられます。このような電源では、いろいろな回路を組み合わせたシステム的な電源になっています。このような電源を設計するためには、様々な用途に応じた回路技術が必要かつ求められます。

本コースでは、システム電源用途とした電源回路を取り上げ、回路解析を行い、回路設計式を導出して設計できるようにします。システム電源では、制御回路やトランジスタ駆動回路などの補助電源も必要であり、ノイズの少ない補助電源回路設計についても取り上げています。また、合理的なトランジスタの駆動回路や検出回路についても検討します。最後に、各種コンバータの具体的な設計事例を示し、設計事例を応用して設計できるようになります。

カリキュラム

本コースでは以下のカリキュラムで進めます。ボリュームが多いため受講者の要望に応じて講義内容の配分を変更することが可能です。

  1. 電源回路の概要
    この章では、基本的なコンバータ回路を組み合わせて各種電源回路へ拡張します。本コースで学習する回路技術がどのような装置に応用可能かを解説します。
    ○非絶縁型コンバータを統一的表現する ○基本的な非絶縁コンバータからの応用回路への拡張 ○電流モードの動作と特長 ○システム電源用途の応用回路例
  2. 各種コンバータの設計式の整理
    ここでは、各種コンバータの設計式を網羅的に示し設計に使えるようにします。設計式の導出法については省略しています。
    ○降圧コンバータの設計式の整理 ○昇圧コンバータの設計式の整理 ○昇降圧コンバータの設計式の整理
  3. 補助電源用途コンバータの回路解析と設計法
    この章では、電源装置内部で使用する補助電源の設計を取り上げます。多くの電源の場合、マイコン回路やトランジスタの駆動回路などに独立した電源が必要になります。ここでは1台の補助電源回路で全ての電源を賄うことができるコンバータの設計法を理解します。
    ○フライバックコンバータの回路解析と設計法 ○疑似共振フライバックコンバータへ拡張した回路解析と設計法 ○疑似共振フライバックコンバータのマルチ出力への拡張 ○疑似共振マルチ出力フライバックコンバータトランスの設計法
  4. マルチフェーズ高効率コンバータの回路解析と設計法
    パワーコンディショナや電池の充放電装置などでは高効率の降圧コンバータや昇圧コンバータが使われます。ここでは、コンバータを並列接続したマルチフェーズの臨界モードで動作するコンバータの設計法を理解します。ここで取り上げたコンバータを適用することにより、高効率で低ノイズのコンバータが実現できます。
    ○臨界モードコンバータを使用した高効率回路化 ○トランジスタのソフトスイッチング動作解析 ○低損失チョークコイルの設計法 ○マルチフェーズ臨界モードコンバータの設計法
  5. 臨界モードPFCの回路解析と設計法
    臨界モードPFCは低ノイズであるため、ノイズを嫌う装置ではよく使用されます。この電源用のアナログICも多数販売されており実用化も進んでいます。臨界モード動作の場合はリプル電流が大きくなります。そのため、入出力のコンデンサのリプル電圧も大きくなり問題になることがあります。その対策として、インターリーブ臨界モードPFCの設計も取り上げ、大容量化にも対応する方法を示していきます。
    ○臨界モードPFCの回路 ○臨界モードPFCの動作原理 ○臨界モードPFCの各部の電流式の構築 ○臨界モードPFCの設計式の導出 ○インターリーブ臨界モードPFCの動作 ○インターリーブ臨界モードPFCの設計式への拡張
  6. ハーフブリッジPFCとハーフブリッジインバータの回路解析と設計法
    ハーフブリッジPFCとハーフブリッジインバータは、ひとつの回路の向きを変更すると実現できます。従って、回路設計においてもPFCとインバータは統一して設計式を構築することができます。ここでは、ハーフブリッジPFCとして設計式を構築し、インバータとしたとき、PFCと異なる部分のみ追加で説明します。また、フルブリッジ、3相ブリッジへの拡張についても考えていきます。
    ○ハーフブリッジPFCとハーフブリッジインバータの回路 ○ハーフブリッジPFCとハーブブリッジインバータの動作原理 ○チョークコイルのリプル電流とインダクタンス ○各部の電流式の構築 ○各部の実効電流式の導出 ○入出力コンデンサのリプル電圧の計算法 ○半導体に印加する最大電圧とピーク電流 ○フルブリッジPFCとフルブリッジインバータへの拡張 ○3相ブリッジPFCと3相インバータへの拡張
  7. フルブリッジPFCとインバータの回路解析と設計法
    ハーフブリッジを拡張したPFCやインバータと、純粋にブリッジPFCとインバータとした場合では、内部を流れるリプル電流が異なるため別回路として設計する必要があります。ここでは、系統連系などに使用されるフルブリッジPFCとインバータの設計を見ていくことにします。
    ○フルブリッジPFCとフルブリッジインバータの回路 ○フルブリッジPFCとフルブリッジインバータの動作原理 ○チョークコイルのリプル電流とインダクタンス ○各部の電流式の構築 ○各部の実効電流式の導出 ○入出力コンデンサのリプル電圧の計算法 ○半導体に印加する最大電圧とピーク電流
  8. 複合コンバータのリンクコンデンサのリプル電流とリプル電圧の解析
    この章では、複合コンバータにおけるコンバータ間に挿入されているコンデンサのリプル電流とリプル電圧を解析して、どのように動作すればリプル電流が少なくでき、リプル電圧がどのようになるか見ていきます。
    ○昇圧コンバータと降圧コンバータのリンクコンデンサのリプル電流とリプル電圧の解析と計算 ○昇圧コンバータと系統連系インバータのリンクコンデンサのリプル電流とリプル電圧の解析と計算 ○UPSにおけるPFCとインバータのリンクコンデンサのリプル電流とリプル電圧の解析と計算
  9. 電源の周辺回路の設計
    システム電源ではトランジスタの駆動回路や電圧・電流の検出回路を合理的に設計する必要があります。ここでは具体的な回路事例によりどのように周辺回路を実装設計すれはよいか見ていきます。
    ○システム電源の周辺回路実装事例 ○トランジスタの駆動回路の設計 ○電圧・電流検出回路の設計
  10. ノイズ発生原因と対策
    高速なスイッチング素子を使用した電源回路ではスイッチングノイズが発生します。このノイズは電源外部に放出して電波障害を起こしたり、電源内部ではマイコンの誤動作を生じさせたりします。ここでは、ノイズの発生原因を取り上げ、ノイズを低減する方法を考えます。また、マイコンにノイズが入らないようにするための、電圧・電流検出方法も検討します。
    ○スイッチングノイズ発生のメカニズム ○ノイズ低減の回路改善と実装設計 ○ノイズを取り込まない電圧・電流検出回路
  11. 電力損失計算
    交流回路では入力または出力電圧が正弦波で変化するため、スイッチングパルス幅や半導体に流れる電流等が一定ではなく常に変化しています。そのため、電力損失の計算も難しくなりますが、ここでは、交流回路におけるコンバータで発生する電力損失の計算法を示していきます。
    ○交流回路におけるトランジスタの損失計算法 ○交流回路におけるダイオードの損失計算法 ○交流回路におけるチョークコイルの損失計算法
  12. 各種コンバータの設計事例
    この章では具体的な仕様に基づいた設計事例を見ていくことにします。ここで取り上げた回路設計を参考にすることで、仕様が変わっても応用して設計できるようになります。
    ○疑似共振マルチ出力フライバックコンバータの回路設計事例 ○インターリーブ臨界モードPFCの回路設計事例 ○ハーフブリッジ型PFCとインバータの回路設計事例 ○フルブリッジ型PFCとインバータの回路設計事例
  13. 各種コンバータの損失計算事例
    前章で示した設計事例の損失計算を行います。具体的な回路での損失計算事例により実感として損失の大きさや損失割合が分かってきます。
    ○インターリーブ臨界モードPFCの回路の損失計算事例 ○ハーフブリッジ型PFCとインバータの回路の損失計算事例 ○フルブリッジ型PFCとインバータの回路の損失計算事例

テキスト立ち読み

テキストの一部が閲覧できます ⇒ 1,783KB

演習環境

演習はありません


お申し込みを希望の方は、下記の日程を選択して申し込みボタンを押してください。

2019年 02月19日(火)~ 02月20日(水)

2019年 12月17日(火)~ 12月18日(水)お申し込み

※ページ下部で関連セミナーもご紹介しております

本セミナー前後の受講をお勧めするセミナー

このセミナー内容だと難易度が低い、または高いとお感じの方はこちらの関連セミナーもご覧ください。

中級

  • 【開催場所】豊洲会場(豊洲フォレシア)
  • 【受講料】36,000円(税抜き)

上級

  • 【開催場所】豊洲会場(豊洲フォレシア)
  • 【受講料】36,000円(税抜き)