LTspiceによる回路シミュレーション、EagleによるPCB設計、試作、EMSによる頒布まで
LTC3721-1による300W ハーフブリッジ・コンバータの基板設計です。
SMPSトランスはPC40EER35-Z, BEER35-1112CPFR
絶縁型ゲートドライバはSi8235AB-D-IS1,
デジタル・アイソレータはSi8710AC-B-IS
を想定しています。
出力はDC+-50V,
入力はAC100V/200Vのユニバーサル対応としています。
EAGLEの回路図です。
配線図です。
上面のベタ・パターンです。
下面のベタ・パターンです。
100mm x 80mmの両面基板では、
実装面積が限られるので、
このあたりが限界のようです。
LTC3721-1による500W フルブリッジ・コンバータの
回路設計をまとめておきます。
LTspiceの回路図です。
LTspiceの過渡解析です。
緑：正側出力電圧(+50V)、青：CMC電流(5A負荷）
ほとんど、
と同じで、
絶縁型ゲートドライバとハーフブリッジを追加するだけですが、
パワー（電流）が２倍になるため、
CS抵抗とスロープ補償抵抗を調整する必要があります。
また、ゲートドライバの消費電流も考慮する必要があります。
コアをさらに大きなものに変えて、
1kW程度の出力構成にするのが適切なようです。
Push-Pull PWM Controller LTC3721-1を用いて、
500W ハーフブリッジ・コンバーターによる
ユニバーサル・オフライン正負電源(AC100/200V->DC+-50V)を設計します。
LT3723-1/LTC3721-2 同期整流式プッシュプル PWMコントローラ
のデータシートには、
プッシュプル、フルブリッジ、ハーフブリッジおよび
フォワード･トポロジーをサポート
とあって、フルブリッジの標準的応用例が参考になります。
LTspiceの回路図はこちら。
LTspiceの過渡解析はこちら。
緑：正側出力電圧(+50V)、青：正側CMC電流(5A負荷)
回路構成として、
１次側は、
AC100V入力時、
倍電圧整流にして、
AC200Vの設計としています。
また、２次側は、
STTH15L06FPによるブリッジ整流としています。
LT4430のエラーアンプのゲインは10倍、
LT3723-1のRcxは30m Ohm、Rslopeは470 Ohm、
SSは68n, CTは330p(200kHz(ドライバ出力は100KHz))に
それぞれ、設定しています。
また、VCCのバイアス回路は、
15Vと3.3VのZenerで構成しています。
その他の主要部品などは、
を参考にしてください。
LTC3721-1によるプッシュプル200W 50V正負電源の基板設計です。
こちらの資料が参考になります。
EAGLEの回路図はこちら。
基板設計はこちら。
上面のパターンはこちら。
下面のパターンはこちら。
トランス(HPH6-2400L)が面実装なのと、
ブリッジ整流(STTH1502FP)とコモンモードチョーク(744844470)など、
パワー系のパターンの引き回しに工夫が必要でしたが、
80x100mmのサイズに収まりました。
比較的簡単に作れる入力AC100V入力, 出力200W, DC+-50VのD級アンプ用プッシュプル電源を設計します。
まず、ループ補償の設計に必要な資料(AN149)と主な部品をあげておきます。
回路はLTC3721-1のデータシートに出ているものを踏襲しています。
Modeling and Loop Compensation Design of Switching Mode Power Supplies
つぎにLT Spiceでのシミュレーション用の回路図を示します。
最後に200W(50Ω, 2A, 100V(+-50V))負荷時の過渡応答を示します。
緑が出力電圧(+50V)、青がCMC(744844470)の電流、赤が2次側電圧のフィードバックです。
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