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ファンレスPC電源 Ver5 (2) ~スイッチト・キャパシタ電源?~

 さて、このBlogをずっと読んでる方(いねぇよ!)は「ははぁ、次は同期整流式のSWレギュレータ、だな」と思われるでしょう。そのつもりだったのよ、昨日までは。昨日、スイッチト・キャパシタ・フィルタのことをちょこっと書いたけど、原理はこのページでも見てください。要は、コンデンサとSWで可変抵抗が作れるということ。安定化電源は制御回路によって(等価的な)可変抵抗を制御し、負荷の変動に対して電圧を制御することに他ならないので、電源も作れるはず。もし、できれば平滑コイルが不要になる。前のバージョンの電源回路で、コイルの入手性に難があることを書いたし、コイルが「熱い」ほどではないが、手で触ると発熱しているのがわかる程度には損失があるのが分かっている。もちろん巻線を太くすれば、損失は少なくなるだろうがでかくなるし...要はコイルを使いたくない
 もう少し調べてみると、確かに電源にも使われていることがわかった(熊本電波工業高専の大田先生のページ)。でも、肝心なところが無いので、ちょっと考えてみる。
 まず、今回つくろうと思っている電源回路は、12Vから5V 20A程度まで取り出すことを考えている。従って、ドロップさせる電圧は(12-5)=7V、20Aで7V の電圧降下だから、等価抵抗としてはR=7/20=0.35Ωとなる。スイッチト・キャパシタの等価抵抗は R=1/(fCLK・C) であり、周波数が大きいほど抵抗は小さくなる。手持ちのMOS FETのスイッチング特性から、スイッチング時間を1uSとして、大雑把にスイッチング周波数の上限を300KHz
30%程度マージンを見て、このとき0.35×(1-0.3)≒0.25ΩとするとCは
0.25=1/(300^1000 * C), C= 13.3 uF
 おろ?こんなに小さい値でいいのか??
じゃ、LT-Spiceの習得も兼ねて、もう少し追っかけてみることにする。
スイッチト・キャパシタは「周波数→抵抗」のコンバータだから、電圧→周波数の変換(VCO)が必要だ。という、わけで作ってみたのが、今日の回路。安定化電源の回路としては、電圧が下がったら抵抗値を下げる、すなわち制御周波数を上げる、という回路がいるのだけれど、とりあえず、もっとも単純な回路。電圧→電流の変換(抵抗でもできる)とヒステリシスあり(シュミット)インバータによるVCO。
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本日の御託
 上に書いた、スイッチト・キャパシタ・フィルタの原理のページをみていたら、バケツ・リレー・回路/素子(Bucket Brigade Device、BBD)を思い出した。エコー、コーラス、ディレイ、フランジャ(マイクを繋げて「マクロス」ごっこするとか?笑)とかが作れた。
 昔パナソニックが出してたはずだけど,もうきっとないよね...



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