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AC-DCコンバータ

概要
ドキュメント
ツール & ソフトウェア
ソリューション
通常のAC-DCスイッチング電源(SMPS)では、AC電源は整流およびフィルタリングしたうえで力率補正(PFC)段に供給されます。さらに、例えばトランスやインダクタの小型化のため1MHzを超える場合もあるような高周波変調技術により、要求される電圧·電流定格でDC負荷に供給されます。  各アプリケーションに最適なソリューションを見つけるために、最適な電源トポロジ(フライバック、バック、または擬似共振)や実装方式(高集積化コンバータ·ベース、またはディスクリート·パワー·スイッチやコントローラの使用)を選択する必要があり、先進的なデジタル実装の採用が必要な場合もあります。

2スイッチ・フォワード・コンバータ

2トランジスタ・フォワードでは、1次側の2つのトランジスタがスイッチ・オンされ、電力がトランスの2次巻線に送られた後、出力コンデンサと負荷に送られます。スイッチ・オフされると、1次側のダイオードはトランジスタのピーク電圧を入力電圧でクランプし、したがって同時にストレスを低減します。2トランジスタ・フォワード・トポロジは、サーバや通信用スイッチング電源(SMPS)でメイン・ステージDC-DCコンバータとして使用されることがよくあり、またアーク溶接機器でもよく使用されます。
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2スイッチ・フライバック・コンバータ

2スイッチ・フライバック・トポロジでは、ハイサイド・パワーMOSFET(入力電圧レールとトランス間に配置)とスナバ・ダイオードを追加し、電圧ストレス全体を2つのトランジスタに均等に分割して、従来のフライバック・トポロジの制限を克服できるようにします。これは、3相入力レールにより給電される補助電源などの高電圧アプリケーションで特に有益です。また、デュアル・スイッチ・フライバック・トポロジでは、2つのダイオードによって漏れエネルギーを入力側に還流させることにより、クランプ損失を除去します。これにより
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3相入力PFCコンバータ

力率補正は、入力電流を可能な限り正弦波に近づけて高調波歪みとそれに伴う損失を低減するとともに、AC回路の入力電圧と同相にして力率を1に近づける技術です。 3相力率補正回路は、比較的高出力のスイッチング電源(SMPS)内にフロントエンドとして配置され、具体的な要件に合わせていくつかの異なるトポロジで設計されます。より高い電力密度を実現するには、複数の小さなインタリーブ段を持つインタリーブ・アーキテクチャも有効です。また、PFCと整流器を組み合わせたフロントエンドの効率をさらに高めるため、ブリッジレ
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LLC共振コンバータ

LLCコンバータは、3つのリアクタンス素子を備えた共振インバータです。このコンバータでは、ハーフブリッジまたはフルブリッジとして構成したスイッチ·ネットワークにより、DC入力電圧を矩形波に変換し、共振LLCタンクに送ります。そこで高調波を効果的に除去することにより、正弦波のような電圧·電流波形を生成します。さらにこれを、電圧スケーリングと1次/2次絶縁を提供するトランスに供給します。コンバータの電力フローは、方形波の周波数をタンク回路の共振に対して変調することによって制御します。 LLC共振コン
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フェーズ・シフトZVSフルブリッジ・コンバータ

フェーズ・シフト・ゼロ電圧スイッチング・フルブリッジ・コンバータでは、フルブリッジの2つのレッグが2つの方形波でスイッチングされます。フェーズ・シフトはコンバータの制御ループによって変調され、生成される方形波は、1次/2次絶縁と電圧スケーリングを提供するトランスの1次側に供給されます。トランジスタの静電容量とトランスの漏れインダクタンス間の寄生共振を利用して、1次側の4つすべてのスイッチでソフト・ターンオン(理想的にはゼロ電圧スイッチング(ZVS))を実現します。また、低負荷時のZVS範囲を拡大
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フォワード・コンバータ

シングル・スイッチ・フォワード・コンバータは、100~300Wの電力範囲で大出力電流によりガルバニック絶縁が必要となる場合、絶縁型、オフライン、ステップダウン・コンバータのシングル・スイッチ・フライバック・トポロジに代わる有効な代替デバイスです。
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フライバック・コンバータ

1次側および2次側レギュレーション、固定スイッチング周波数、擬似共振動作などのさまざまな実装では、一般的に数Wから100Wの出力電力に対応する絶縁型 / 非絶縁型フライバック・トポロジがオフライン・コンバータに採用されます。  回路の動作は単一スイッチ・トポロジに基づき、入力から得られた電力はパワー・スイッチがオンの間にトランスの1次インダクタンスに蓄えられ、パワー·スイッチがオフの間に2次側出力に送られます。  フライバック・トポロジでは、優れた信頼性に加えて高い効率や電力密度、低スタンバイ電
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単相入力PFCコンバータ

力率補正は、入力電流を可能な限り正弦波に近づけることで、高調波歪みとそれに伴う損失を低減し、AC回路の力率を1に近づけるための技術です。  単相の力率改善回路は、比較的大電力のスイッチング電源(SMPS)のフロントエンドに配置されます。この回路は、特定の要件を満たしたさまざまな設計トポロジで利用することができます。高い電力密度を実現するには、複数の小さなインタリーブ段を持つインタリーブ・アーキテクチャが有効です。また、ブリッジレス・トポロジの実装によって、力率改善回路(PFC)とフロントエンド整
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降圧 & 降圧・昇圧コンバータ

バック(ステップダウン)トポロジとバックブースト(ステップダウン/ステップアップ)トポロジに基づくオフライン·コンバータは、パワー·スイッチのデューティ·サイクルを変調することにより、絶縁トランスを使用せずに電源を安定化DC出力(正または負)に変換します。 インダクタの電流波形により、このコンバータの動作モードが定義されます。インダクタの電流が常にゼロを上回る時は連続モード、インダクタの電流が特定の時間間隔だけゼロにとどまる時は不連続モード、インダクタの電流が一点でのみゼロになる時は境界(遷移)
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Our products and solutions

Whatever their choice, the right semiconductor products are key to meeting their specific design targets. ST’s broad product portfolio includes highly-integrated AC-DC converters and controllers, silicon and silicon carbide (SiC) power MOSFETs and rectifiers, IGBTs, protection ICs and specifically designed digital controllers and STM32 microcontrollers. We also provide a comprehensive range of hardware and software evaluation and development tools including our eDesignSuite that helps engineers design high efficiency power supplies and converters.