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アクティブ・クランプ・フライバック設計を最適化する方法：電源設計のヒント（2/2 ページ）

» 2020年06月29日 11時00分公開

2次共振回路の利用

　2次共振と呼ばれる手法によりQHのRMS電流を削減することで、さらなる効率向上が可能です。1次共振では、トランスの消磁時間の間、そのリークインダクタンスはクランプコンデンサーのみと共振します。図4に示すように、2次共振では出力に単純なインダクター／コンデンサーフィルターを使用して、追加された2次共振コンデンサー（C_{sec_res}）とリークインダクタンスを共振させ、C_Clamp＞＞C_{sec_res}/(1次/2次巻線比)²となるようにします。

図4：2次共振が追加された回路

　図5は、同じ回路で1次共振（左図）と2次共振（右図）の両方を用いたものです。両方ともまったく同じ仕様でありながら、2次共振が電流の形を変化させ、1次RMS電流を減少させたことがはっきりと分かります。2次共振を使用することで、トランスの1次巻線とQHの両方で導通損失が減少します。入力電圧がより低いときに効率向上が大きく、このとき1次電流は最大です。多くの場合、2次共振を実装すると、90V_ACで1％の効率向上が得られます。

図5：2次共振により1次側の電流が減少する（黄色：V_SW、青：1次電流、緑：2次電流）

　適切に設計した場合、アクティブクランプフライバックを用いることで、驚くほどの効率と電力密度を実現できます。重要なのは、最適なマイナス電流で遷移モード動作を維持するコントローラを使用することです。

　次にアクティブクランプフライバックを設計するときには、最適なFETを選択してスイッチノード容量を最小限に抑えることと、効率と熱特性の向上のために2次共振回路を追加することの重要性を思い出してください。

【著】Sarmad Abedin（Texas Instruments）

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