昇圧形ＤＣ-ＤＣコンバータ

昇圧形ＤＣ-ＤＣコンバータは，たとえば5Ｖから同極性の12Ｖを得るときに使われる。

一般的な解法は，インダクタンスＬ1に流れる電流が断続せず，Ｃ1は十分大きく，Ｖｏに含まれるリプルは小さいとの仮定を設ける。

定常状態では，Ｌ1を流れる電流の1周期ごとの変化はないので，

ΔＩon＝ＶｐＴｏｎ/Ｌ1　，　ΔＩｏｆｆ＝（Ｖｐ-Ｖｏ）Ｔｏｆｆ/Ｌ1が成立し，かつΔＩｏｎ＋ΔＩｏｆｆ＝0である。

ＳＷのオン期間ＴｏｎにはＬ1にＶｐの電圧が掛かり，オフ期間Ｔｏｆｆには，ダイオードの電圧降下を無視して，Ｌ1にかかる電圧が（Ｖｐ-Ｖｏ）となる。

これを解くと，Ｖｏ＝Ｖｐ（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）/Ｔｏｆｆ＝Ｖｐ/（1-Ｄ），ＤはＳＷのオン時比率である。

仮定が成立する負荷領域では，出力負荷が変動してもＤは変化しない。

しかし，広い負荷，特に軽負荷時の場合にはこの仮定が成立しない。軽負荷ではＬ1の電流が断続するので，1周期のエネルギー収支に基づいた解析が必要になる。（この解析を記述した書物は少ない）

計算仮定は複雑になるが，昇圧比が大きい場合にはＶｏ≒ＶｐＤ√（ＲＬ/（2Ｌ1ｆ））となる。

実際のＤＣ-ＤＣコンバータでは，軽負荷になるとＤを小さくして，出力電圧を一定に保つ必要がある。

また，回路はダイオードの入ったＬＣＲ回路となるので，少なくとも起動時の共振を防ぐ必要も生じる。負荷変動に対しても配慮することにより，Ｌ1などの主回路の定数が決まってくるのである。

『人気Blogランキング』の「自然科学」部門に参加しています。今日も貴重な1票をアナログエンジニアによろしくお願いします。【押す】