高電圧DCDCコンバーターの自作に挑戦する際、どのような方法で設計すればよいか、特に入力12V〜24Vで出力が±400V、最大20mAを超える性能を求める場合の課題と解決策について解説します。
高電圧DCDCコンバーター自作の課題
高電圧のDCDCコンバーターを自作する際に直面する主要な課題は、適切な回路設計と安全性の確保です。特に、±400Vという高い出力電圧を目指す場合、トランスやインダクターを使用した昇降圧回路の設計が求められます。問題の一つは、使用する部品の耐圧や電流容量を満たすことです。
トランスを使用しない昇圧方法
トランスを使用せずにインダクターで昇圧する場合、フィードバック回路や制御ICをうまく利用して、効率的に昇圧することが求められます。具体的には、PWM（パルス幅変調）制御を行うICを使い、効率的にスイッチングすることが一般的なアプローチです。LT8365のようなICを使用すると、±280Vの範囲で動作可能なものの、±400Vを超える出力が求められる場合は、別のICや部品の選定が必要です。
フィードバック分圧比の変更による出力電圧の調整
LT8365を使う場合、フィードバック分圧比率を変更することで、出力電圧を調整することは可能です。ただし、フィードバック回路の分圧比を変更することで、安定性や効率に影響が出ることがあります。さらに、コンデンサーの耐圧を上げることで、±400Vに対応できるかもしれませんが、その場合でもICの設計限界を考慮する必要があります。
外付けFETのコントローラーICを使う場合
より高い出力電圧を得るために、外付けFETを使用したDCDCコンバーターの設計が適切な場合があります。こうした場合、特に高電圧に対応したコントローラーICを選択することが重要です。例えば、次のようなコントローラーICが有効です。
- LM2675
- IR2110
- LT3799
これらのICは、外付けFETとの組み合わせにより、より高い電圧と電流に対応することができます。
まとめと最適な選択肢
±400Vの出力を目指した高電圧DCDCコンバーターの自作には、適切なICと部品選定が重要です。LT8365のような昇圧ICを使用し、フィードバック分圧比やコンデンサーの耐圧を調整する方法が有効ですが、限界を超える場合は、外付けFETを使用したコントローラーICの選定を検討する必要があります。自作する際は、安全性と効率を考慮し、最適な回路設計を行うことが求められます。
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