AC-DC|평가편
성능 평가 사례의 설계 목표와 회로
2020.06.24
키 포인트
・실제 설계 시에는, 완성된 회로 기판을 평가하고 설계 목표의 달성 여부를 확인한다.
지난 편에서는 성능 평가 사례에 사용한 전원용 IC에 대해 확인했습니다. 이번에는 설계하는 전원 회로의 사양, 즉 설계 목표와 이를 달성하기 위한 회로를 확인하겠습니다. 설계에 관한 자세한 사항은 「설계편」을 참조하여 주십시오. 평가편에서는 어디까지나 평가를 전제로 하여, 그 전원 회로를 확인하는 내용에 한정하여 설명할 예정입니다.
설계 목표 (전원 사양)
전원에 한정되는 내용은 아니지만, 필연적인 프로세스로서 전원 설계 착수 전에 설계 목표로 전원의 사양을 결정합니다. 사양은 전력을 공급받는 세트의 요구를 바탕으로 합니다. 본 편에서는 하기를 설계 목표로 하겠습니다.
| 파라미터 | Min | Typ. | Max | 단위 | 조건 |
|---|---|---|---|---|---|
| 입력전압 | 90 | – | 264 | VAC | – |
| 무부하 시 입력전력 | – | – | 50 | mW | 입력 : 100VAC / 230VAC |
| 출력전압 | 11.4 | 12 | 12.6 | V | – |
| 출력전류 | 1.5 | – | – | A | – |
| 출력 리플 전압 | – | – | 100 | mV | 대역폭 20MHz |
| 효율 | 80 | – | – | % | 출력 : 12V / 1.5A |
입력전압은 유니버셜 입력이라고도 하는 전 세계 대부분의 전원에 대응하는 사양이며, ±10%의 마진을 설정하였습니다.
무부하 시 입력전력은 대기 시 전력을 뜻합니다. Energy Star 등에서는 까다로운 목표치가 설정되어 있습니다. 여기에서는 Energy Star에 해당되지는 않지만 충분히 작은 수치로 설정하였습니다.
출력 리플은, 이러한 종류의 사양에서는 상당히 작은 100mV를 최대치로 합니다.
효율은 80%를 최소치로 하여, 고효율 AC-DC 컨버터를 목표로 합니다.
설계 회로와 부품
평가용 회로에는, 설계 목표를 만족할 수 있는 하기의 회로를 사용하겠습니다. 참고로 부품 일람도 게재하였습니다.

트랜스는 YPP1183이며, 하기는 상세 내용입니다.
실제의 회로 기판
실제로 상기 회로와 부품으로 구성한 회로 기판의 사진은 하기와 같습니다. AC-DC 컨버터이므로 고전압 부품이 포함되어 있습니다. 따라서, 최근의 모든 표면 실장 DC-DC 컨버터와는 조금 이미지가 다르지만 하기 사진에서 보는 바와 같이 매우 컴팩트합니다.

이 회로 기판을 사용하여 평가를 실시하고, 설계 목표를 만족하는지의 여부를 확인하겠습니다.
【자료 다운로드】 절연형 플라이백 컨버터의 성능 평가와 체크 포인트
실측 데이터를 예로 들어, 전원 IC를 사용한 절연형 플라이백 방식 AC-DC 컨버터의 성능 평가 방법에 대해 설명한 핸드북입니다. 중요 체크 포인트에 대한 정보도 게재되어 있습니다.
AC-DC
기초편
- AC-DC의 기본
- 평활 후의 DC-DC 변환 (안정화) 방식이란?
- AC-DC 변환 회로 설계 순서 (개요)
- AC-DC 변환 회로 설계의 과제와 검토 사항
- 정리
- 플러스 알파의 기초 지식
설계편
-
AC-DC PWM 방식 플라이백 컨버터의 설계 방법 개요
- 절연형 플라이백 컨버터의 기본
- 절연형 플라이백 컨버터의 기본 : 스위칭 AC-DC 변환
- 절연형 플라이백 컨버터의 기본 : 플라이백 컨버터의 특징
- 절연형 플라이백 컨버터의 기본 : 플라이백 컨버터의 동작과 스너버
- 절연형 플라이백 컨버터의 기본 : 불연속 모드와 연속 모드
- 전원 사양 결정
- 설계 순서
- 설계에 사용할 IC의 선택
- 절연형 플라이백 컨버터 회로 설계
- 절연형 플라이백 컨버터 회로 설계:트랜스 설계 (수치 산출)
- 절연형 플라이백 컨버터 회로 설계:트랜스 설계 (구조 설계) -제1장-
- 절연형 플라이백 컨버터 회로 설계:트랜스 설계 (구조 설계) -제2장-
- 절연형 플라이백 컨버터 회로 설계:주요 부품 선정 – MOSFET 관련 제1장
- 절연형 플라이백 컨버터 회로 설계:주요 부품 선정 – MOSFET 관련 제2장
- 절연형 플라이백 컨버터 회로 설계:주요 부품 선정 – CIN과 스너버
- 절연형 플라이백 컨버터 회로 설계 : 주요 부품 선정 – 출력 정류기와 Cout
- 절연형 플라이백 컨버터 회로 설계 : 주요 부품 선정 – IC의 VCC 관련
- 절연형 플라이백 컨버터 회로 설계 : 주요 부품 선정 – IC의 설정, 기타
- 절연형 플라이백 컨버터 회로 설계 : EMI 대책 및 출력 노이즈 대책
- 기판 레이아웃 예
- 정리
- AC-DC 비절연형 벅 컨버터의 설계 사례 개요
-
SiC-MOSFET를 사용한 절연형 의사 공진 (Quasi-Resonant) 컨버터의 설계 사례
- 설계에 사용하는 전원 IC : SiC-MOSFET용으로 최적화
- 설계 사례 회로
- 트랜스 T1의 설계 -제1장-
- 트랜스 T1의 설계 -제2장-
- 주요 부품 선정 : MOSFET Q1
- 주요 부품 선정 : 입력 콘덴서 및 밸런스 저항
- 주요 부품 선정 : 과부하 보호 포인트의 전환 설정 저항
- 주요 부품 선정 : 전원 IC의 VCC 관련 부품
- 주요 부품 선정 : 전류 검출 저항 및 각 검출용 단자 관련 부품
- 주요 부품 선정 : EMI 및 출력 노이즈 대책 부품
- 기판 레이아웃 예
- 주요 부품 선정 : 전원 IC의 BO (브라운 아웃) 핀 관련 부품
- 사례 회로와 부품 리스트
- 평가 결과 : 효율과 스위칭 파형
- 정리
- 주요 부품 선정 : 출력 정류 다이오드
- 주요 부품 선정 : 스너버 회로 관련 부품
- 주요 부품 선정 : 출력 콘덴서, 출력 설정 및 제어 부품
- 주요 부품 선정 : MOSFET 게이트 구동 조정 회로
-
AC/DC 컨버터의 효율을 향상시키는 2차측 동기정류 회로의 설계
- 동기정류 회로부 : 주변 회로 부품 선정 - MAX_TON 단자의 C1과 R3, 및 VCC 단자
- 션트 레귤레이터 회로부 : 주변 회로 부품 선정
- 설계 순서
- 설계에 사용하는 IC
- 전원 사양과 대체 회로
- 동기정류 회로부 : 동기정류용 MOSFET 선정
- 동기정류 회로부 : 전원 IC 선택
- 동기정류 회로부 : 주변 회로 부품 선정 - 드레인 단자의 D1, R1, R2
- 트러블 슈팅 ① : 2차측 MOSFET가 갑자기 OFF되는 경우
- 트러블 슈팅 ② : 경부하 시 2차측 MOSFET가 공진 동작으로 인해 ON되는 경우
- 트러블 슈팅 ③ : 서지의 영향으로 VDS2가 2차측 MOSFET의 VDS 내압 이상이 되는 경우
- 다이오드 정류와 동기정류의 효율 비교
- 실장 기판 레이아웃에 관한 주의점
- 정리
평가편
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