ＤＣＤＣコンバーターＩＮ，ＯＵＴの同電圧での動作

質問

非絶縁形のＤＣＤＣコンバーターを考えています。入力電圧範囲は９～１６Ｖ、出力電圧は１２Ｖ固定
出力電流は２Ａ程度です。通常の制御回路はＰＷＭ制御と思いますが、問題は入力電圧と出力電圧
が同じ条件の時はＰＷＭ制御回路は停止状態になると考えられます。実験基板でも同一電圧に
なると制御用ＭＯＳＦＥＴはＯＮになっていますがかなり熱くなります。非絶縁形ではこの入力、出力
電圧が同一の条件では無理でしょうか。ご教授願います。

回答No.4

bogen555 · ベストアンサー

このような電源教科書だと、昇降圧型コンバータ（buck boost converter）の基本形は反転型コンバータになっています。
http://www.amazon.co.jp/dp/0792372700
必要なのは、入力電圧範囲：９～１６Ｖ、出力：１２Ｖ・２Ａでいいんですよね。
12Vは+12Vで-12Vじゃないんですよね。
入出力電圧の極性が同じだったら、教科書の昇降圧型コンバータから反転型をのぞいて採用を検討します。

Webで検索したら、わかりやすい説明がありました。
ICメーカーの昇降圧型コンバータはここの「多機能チョッパ回路」でD1とD2をMOSFETの同期整流に置き換えたHブリッジ型です。
http://hirachi.cocolog-nifty.com/kh/files/20120831-1.pdf
SEPICコンバータは、昇圧型コンバータの制御ICを使えば簡単にできます。
http://hirachi.cocolog-nifty.com/kh/files/20111229-1.pdf
色々問題があるんで紹介しませんでしたが、Zetaコンバータもあります。
これは降圧型コンバータの制御ICを使えば簡単にできます。
ただし、スイッチ内蔵のICはスイッチに加わる電圧が入力電圧の約2倍になるため使用できません。
また、スイッチは入力電圧最大値の3倍以上の耐圧のPchMOSFETかPNPトランジスタが使用できる制御ICを採用します。
とゆうのは、制御ICに多いNchMOSFET用のブートストラップ回路はソース電圧がマイナスになるため使用できないからです。
http://hirachi.cocolog-nifty.com/kh/files/20130531-1.pdf
下で紹介した本にもZetaコンバータを含めて説明と設計例があります。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。非絶縁形の単純な回路
しか知らなかったので勉強になり助かりました。
教えて欲しいのですが単純な非絶縁形のＤＣＤＣコンバーターで
同一入力、出力電圧の時にＰＷＭ制御が停止してＭＯＳＦＥＴ
は導通しているように見えますが非常に発熱した状態です。
ＭＯＳＦＥＴのどのような動作状態になっていますか。

回答No.3

tadys

ＵＰ／ＤＯＷＮ両用のコンバータを使えば解決します。

半導体メーカーから各種のＩＣが販売されています。
例えば
http://japan.maximintegrated.com/datasheet/index.mvp/id/5656
http://para.maximintegrated.com/jp/search.mvp?fam=stepupdn&tree=powersupplies
http://parametric.linear-tech.co.jp/Buck-Boost_Regulator

ＵＰ／ＤＯＷＮ両用のコンバータには次のようなものが有ります。
http://ednjapan.com/edn/articles/0809/01/news128_2.html

お礼

早速のご回答ありがとうございます。非絶縁形の単純な回路
しか知らなかったので勉強になり助かりました。
趣味の製作なのでＩＣの購入が難しそうです。

回答No.2

bogen555

紹介した本には、昇降圧型コンバータとして他にSEPICコンバータも載ってます。
コイルが２つかSEPICコンバータ用の2巻き線コイルが一つ必要です。
本と手持ち部品を見ながら作りやすい方を採用すればと思います。

回答No.1

bogen555

そうゆうときには昇降圧型コンバータを使います。
電源ICメーカーのサイトで「昇降圧」と入れて検索すれば一杯出てきます。
例えばこんなのとか
http://cds.linear.com/docs/jp/datasheet/j31152f.pdf
この本には汎用ICで作る昇降圧コンバータが載ってます。
http://www.amazon.co.jp/dp/4789842053