AC/DC コンバータ回路の研究 ～降圧チョッパ回路とリニアレギュレータの

AC/DC コンバータ回路の研究
～降圧チョッパ回路とリニアレギュレータの比較～
083090　宮垣　幸風
摂南大学　工学部　電気電子工学科　電子光機器研究室
Study on AC/DC Converter Circuits
-Comparision of Linear Regulator and Step Down Chopper CircuitsYukikaze Miyagaki
Electronic and Optical Systems Lab., Dept. of Electrical and Electronic Engineering, Setsunan Univ.
１．まえがき
を確認した。(図 3)
家庭で使われている AC アダプタは、電力会社から供給
される交流の電源(AC)を直流(DC)に変換し携帯電話・ノー
トパソコンなどの各種電気機器の使用を可能にしている。
近年ではスイッチング電源の普及で小型・軽量化及び高
(a) Tr オン時
効率化が進んでいる。今回はスイッチング電源のうちの降
圧チョッパ回路の原理について調査し製作を行った。
２．動作原理
図 1 に降圧チョッパ回路の等価回路、図 2 に降圧チョッ
パ回路と出力制御回路を示す。出力制御回路には PI 制御回
(b) Tr オフ時
路と PWM 制御回路により構成した。
図 1 降圧チョッパ回路の等価回路
2.1　降圧チョッパ回路
図 1 よりトランジスタ Tr のオン時には電源 E よりトラ
ンジスタ Tr，インダクタ L，キャパシタ C を通して電流
iLON が流れる。Tr のオフ時には L，C 及び D を通して iLOFF が
流れる。この時，電流は L から流れている。すなわち L に蓄
えたれた磁気エネルギーが還流している。
図 2 降圧チョッパ回路と出力制御回路
2.2　制御回路
図 2 より降圧チョッパ回路の出力電圧を可変抵抗器 VR
により検出し、その検出電圧と出力指令電圧を PI 制御回路
に入力し、両入力電圧の差が零となるように PWM 制御回
Vi
Vo
路への指令電圧を生成する。PWM 制御回路は PI 制御回路
の出力電圧と三角波電圧を比較しその大小に応じてトラン
10ms
ジスタのオン/オフを決定する。
GND
３．降圧チョッパ回路のシュミレーションと製作
降圧チョッパ回路をシュミレータ (Mulisim)に入力して
シュミレーションを行うことで部品選定を行った。製作し
た回路の還流ダイオード D2 にはオン電圧の低いショット
図 3 出力電圧の測定波形
キーバリアダイオードを用いた。次に選定した部品でブレ
４．今後の課題
ッドボード上に回路を組み、D1,C1 のみの半波整流電圧の
ここまでは降圧チョッパ回路について調べたが、3 端子
入力電圧 Vi と出力電圧 Vo を比較し、フィードバック制御
レギュレータによる直流出力電圧を求め、スイッチング電
によって Vi が変動しても一定な出力電圧 Vo を作れること
源とリニア電源とを比較する。
文　献
(1)古橋武，「パワーエレクトロニクスノート」(コロナ社)
(2)臼田昭司，「よく分かる電源回路活用入門」(日刊工業新聞社)