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リンギング・チョーク・コンバータ方式(RCC方式)の概略動作と特性

当記事では、絶縁タイプの回路方式:リンギング・チョーク・コンバータ方式(RCC方式)の概略動作と特性について解説します。

リンギング・チョーク・コンバータ方式(RCC方式)の回路動作

リンギング・チョーク・コンバータ方式(RCC方式)の概略動作と特性 | 電源開発・設計ソリューション

RCC方式は、フライバック方式の一種となります。フライバック方式の大半は、他励式と言われる制御用ICを用いて制御しているものになります。RCC方式は、自励式と言われており、LRCのバランス回路にて制御されている回路構成となります。

簡単に動作説明を行いますと、入力が投入されると①の起動抵抗を通じてスイッチング素子のFETのゲート電圧を持ち上げFETをON状態にします。FETがONになると②のようにトランスに電流が流れ、それと同時に③のトランスのサブ巻線よりゲートに電圧が印加されてFETのON状態を維持させます。

FETを通じて電流が増加しますが、ソースに繫がっている抵抗により電流が大きくなるにつれソース抵抗の両端の電圧が大きくなリ結果、ON状態を維持できなくなりFETは、急激にOFF状態となります。ON時にトランスコアに溜まった磁束エネルギーが、FETがOFFと同時に④の2次側ダイオードを通じて2次側に電力として供給されます。その後、トランスコアに溜まった磁束エネルギーが2次側に完全に放出されると2次側が急速にOFFする事で、サブ巻線に逆起電力が発生し③の経路を通じてFETのゲートに電圧が加わりFETをON状態にします。

これらの動作を繰り返し、出力電圧が制御電圧まで達すると、シャントレギュレータIC⑤よりフォトカプラ⑥を通じて1次側の制御用トランジスタ⑦をコントロールしてFETのON時間を制御して定電圧制御を可能としています。

RCC方式では、発振周波数やONデューティを設定して、トランスの巻数比等の算出となります。巻数のバランスによりONデューティが変化するので、それに伴い1次側スイッチ素子であるFETや2次側の整流素子であるダイオードのピーク電圧が変化しますので、動作後は、デューティと合せて、ピーク電圧等も確認を行なう必要があります。

発振周波数においては、40KHz~50KHz程度が望ましく、上げても100KHzまでで行なうのが良いと考えます。ONデューティに関しても定格入出力時に50%前後が理想と考えます。

リンギング・チョーク・コンバータ方式(RCC方式)の注意事項

発振周波数に関しては、下げすぎると負荷状態や入力条件によって、20KHzを割り込むと人の可聴周波数に入り込むため、モスキートーンの問題が発生するため注意が必要です。

※RCC方式で定格入出力時に発振周波数が30KHz以下の場合、過電流保護領域で発振周波数が下がり
電源から音が発せられた経験をしている方もおられると思いますが、発振周波数が可聴周波数に入り込んだためです。

また、稀に間欠発振の間隔が、20KHz以下になった場合も、連続発振よりはましですが、モスキートーンの問題が発生する場合がありますのでこの部分でも注意が必要です。

間欠発振動作については、RCC方式より、別記事にて説明しますフライバック方式の待機電力対応用制御ICなどは、軽負荷時に制御を間欠発振モードに移行させ待機電力の軽減を図っているため、その時の間欠周波数とかの確認は、必要と考えます。

10年前までは、15W程度までのACアダプタなどでは、よく使われていた回路方式ですが、昨今のACアダプタでは、次に紹介する他励式(IC制御)のフライバック回路が主流になっています。

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いかがでしたでしょうか。今回は、リンギング・チョーク・コンバータ方式(RCC方式)の概略動作と特性をご紹介しました。電源開発・設計ソリューションを運営するペックでは、小ロットからカスタム電源の開発・設計を承っております。さらには、開発・設計のみならず、製造・評価まで一貫対応しており、これまで幅広いお客様のご要望を実現してまいりました。カスタム電源開発・設計に関するご依頼がございましたら、お気軽にご相談ください。

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