一緒に作る！
LLC絶縁トランス×超高効率・低雑音電源 完全キット

LCDカウンタ付き巻線機/制御ボードからボビン/コア/共振用インダクタまで(講義309分/解説46頁)



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ご購入前にご理解いただきたいこと

  1. 本VODは，2024年6月29日に開催したウェビナを録画して編集した動画です．繰り返し再生，一時停止，巻き戻しが可能です．
  2. すべての映像，画像，文書テキスト，ソースコードは，著作権法によって厳格に守られています．無許可の転載，複製，転用は法律により罰せられます．

実習キットの構成

  • LCDカウンタ付き巻線機
  • 48W LLC電源基板(部品実装済み)
  • スイッチング・トランス・コイル・セット（コアPQ2016，ボビン)
  • マイラ・テープ 25$\mu$m
  • マグネット・ワイヤ（UEW 0.6mm)，3層絶縁電線（TEX-E 0.5mm)
  • トロイダル・センダスト・コア T50-2
  • 共振用コンデンサ
  • 12V 1A出力のACアダプタ
  • 取扱説明書
写真1 5W～100Wのスイッチング電源用トランス・コイル製作に使用できる巻線機と，LLC電源実験キット

講義内容

あらまし

省エネルギや環境に配慮した設計が求められる現代において，電力の効率的な利用は不可欠です．LLCコンバータは，高効率，低ノイズ，薄型・軽量という特長を活かして広く採用されているスイッチング電源方式の一つです．数十Wから数KWのACアダプタ，モバイル充電器，無線機，産業用インバータなどに使用されています．

LLCコンバータの基本回路は，2つのインダクタ成分（漏れインダクタンスと1次インダクタンス）と1つの共振用コンデンサで構成されており，その性能はトランスの設計・製作に依存します．トランスのコア材や線材の選択、適切なターン数や巻き線配置は，効率や低ノイズ，小型化に直結するので重要です．

本ウェビナでは，LLCコンバータの動作原理とスイッチング・トランスの設計方法について学びます．実際にスイッチング・トランスの設計を行い．巻き線機を使用してトランス製作も体験できます．その際，巻き方のコツと注意点についても解説します．最終的にできあがったスイッチング・トランスをLLC電源基板に接続して，実際の動作波形を確認できます．ウェビナを通じて，リアルなスイッチング電源開発と実験を体験できます．

アジェンダ

(1)LLCコンバータの動作原理と設計手法

  • LLCコンバータのトポロジの解説
  • LTspiceによるシミュレーション
  • LLC用スイッチング・トランスの設計手法
  • 具体的な設計手順
  • 実際の回路例の解説（2次側同期整流も含む）

(2)LLC用スイッチング・トランスの試作

  • トランス巻き線における注意点
  • 巻き線機の使い方
  • 巻き線のコツ
  • 試作したトランスの特性確認

(3)LLC電源基板を使用した動作実験

  • 実習キットの使用法
  • 電源投入までの実験キットの設定手順
  • 入出力パラメータを変化させて各部の動作波形の確認

紹介動画

キットに付属される巻き線機を使用して，トランスの1次側を巻く方法

トランス設計におけるフェライト・コアの最大磁束密度の設定

受講対象

  • これからスイッチング電源の設計に携わるエンジニア
  • 電源設計に従事しているが，LLC電源についても学びたい方
  • スイッチング電源設計に興味のある学生
  • スイッチング・トランスを試作してみたい方
  • パワエレに関心があって自分でもスイッチング電源を作ってみたい方

あると望ましい予備知識

  • LTspiceの使用経験
  • オシロスコープの使用経験
  • 電気・電子回路の基礎知識

講演の目標

  • LLC電源の設計ができるようになる
  • スイッチング・トランスの設計と巻き線のスキルが取得できる
  • LTspiceでLLC電源のシミュレーション設計ができる
  • 電源回路の一般的な知識が習得できる

実習に必要な測定器や工具類

  • DC48V　100W程度の電力が供給できるDC安定化電源（電圧/電流表示と電流制限機能があることが望ましい）
  • DC24V　2A程度の負荷が引ける電子負荷（電圧/電流表示があるタイプが望ましい）
  • 帯域100MHz，2チャネル以上のオシロスコープ
  • はんだプール（巻き線引き出し線の予備はんだ用）または高容量のはんだこて
  • 可変抵抗調整用ドライバ
  • ニッパ，絶縁テープをカットするはさみ，実験キットにトランスをセットするときに必要なプラス・ドライバ

※DC電源と電子負荷に電圧電流表示がない場合，ディジタル・マルチメータが別途必要です．

講師紹介

略歴

1967年 タムラ製作所に入社．電源トランスの設計，スイッチング電源の設計，海外工場の責任者などを経て定年後も63歳まで海外拠点でSW電源やACアダプタの開発のサポート．現在はパワーアシストテクノロジーに在籍し，各種電源装置の開発に従事．

主な著書

  1. 高速パワー素子GaN搭載 30W小型充電器の分解レポート，トランジスタ技術2020年10月号
  2. ロスレス＆雑音レス！スイッチング電源「LLC」のパソコン設計術，トランジスタ技術2018年5月号
  3. 世界最小＆最軽量！65WノートPC用ACアダプタ DART 実験大解剖，2018年2月号
  4. 粗悪品と優良品を見極めろ!4種類のiPhone充電用ACアダプタ，トランジスタ技術2016年3月号
  5. 出力3.3～24V/0～0.3AのハンディUSB実験用電源，トランジスタ技術2014年12月号～2015年3月号
    6. ほか多数