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先進のスイッチングICで効率的で機能豊富な低消費電力AC/DC電源を実現 (DigiKey社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)
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MAIL MAGAGINE No. 1950 2024. 12. 10 |
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先進のスイッチングICで効率的で機能豊富な低消費電力AC/DC電源を実現 (DigiKey社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介) |
| 「アプリケーションラボ」は、DigiKey社のご協力をいただいて、DigiKey社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。 今回は、家電製品などで使用しない状態の待機モードにおける省電力を実現するPower Integrations社のスイッチングレギュレータについて解説した記事をご紹介します。 ■先進のスイッチングICで効率的で機能豊富な低消費電力AC/DC電源を実現 現在では電気のない生活は考えられませんが、脱温暖化も求められるため、電気を供給する手段だけでなく、使用方法も考慮しなければならなくなっています。例えば、家電製品の多くは、使用しない状態でもコンセントに接続されていれば待機電力を消費します。そのため、この待機電力を減らす規制が欧州を中心に進められています。 2023年4月に発行された欧州委員会の家電製品規則では、2025年以降に販売される家電製品の待機モードおよびオフモード消費電力は0.5Wを超えてはならず、2027年以降は0.3Wを超えてはならないと決められました。 これを実現するには電源回路の工夫が必要で部品点数が増えてコストアップになりますが、Power Integrations社のオフラインスイッチングコントローラICを使用すると、部品点数を増やさずに待機モードにおける省電力を実現することができます。  LinkSwitch-TNZを用いた非絶縁型降圧コンバータの基本回路 Power Integrations社のLinkSwitch-TNZは、高精度な電源コントローラとパワーMOSFETを7ピンのパッケージに組み込んだ低電力オフラインスイッチング電源用ICで、スタンバイ時に100mA未満の電流しか消費しないため、世界中の無負荷およびスタンバイ規制を満たす電源設計が可能になります。 LinkSwitch-TNZには、725V耐圧のパワーMOSFET、発振器、自己バイアス用の高電圧スイッチ電流源、周波数ジッタ、高速(サイクル単位)電流制限、ヒステリシスサーマルシャットダウン、入出力過電圧保護回路などが組み込まれています。 バック、バックブースト、フライバックの電源回路に対応し、出力電流の違いとXコンデンサの放電機能のあり/なしで8種類の製品があります。 LinkSwitch-TNZは、EMI放射を規制値以下に抑えるため、スイッチング周波数66kHzを中心に4kHzの広がりを持つスペクトラム拡散による発振器を使用しています。また、スイッチングストレスやシステム突入電流を最小限に抑えるため、ACラインのゼロクロスを検出し損失の少ないスイッチングを行います。 EMI/RFIの発生を抑える際に、XコンデンサとYコンデンサによるラインフィルタを使用しますが、ACラインが切断されたときにエネルギーがラインに残らないようにするため、Xコンデンサを放電する機能を組み込んだ製品も用意されています。 【アプリケーションラボ】では、待機モードの省電力化の重要性について解説した後、Power Integrations社のオフラインスイッチングコントローラICを紹介しています。 Power Integrations社では、リファレンスデザインとしてLNK3306D-TLをベースとしたゼロクロス検出付きの6W絶縁型フライバック電源ボードRDK-877を用意しています。 ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。
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