本書の特長

本書では、現役の技術者の目で厳選した
スイッチング電源特許情報50例を取り上げ解説します。

斬新な考え方やノウハウなど、
回路設計の上で知っておくべき思想、
実際の現場ですぐに役立つヒントが満載の一冊です。

＜執筆者プロフィールご紹介　松本晃（まつもとあきら）＞
1960年 長野県長野市生まれ。1983年 日本大学理工学部電子工学科卒業。
同年、電子機器メーカーN社入社。入社から6年間は大型の産業機械電源・特殊電源の設計開発を担当し、後にACアダプターを中心としたコンシューマ電源の開発を8年間担当する。その後は研究開発部門にて次世代の電源技術開発、要素技術・技術ノウハウの蓄積等を目的とした学術的アプローチを探る。このとき技術資産確保のため特許出願を行う一方、逆に他社の特許公報からも、多くの斬新な発想や知識が得られることを知る。
2005年 香港外資系電源メーカーP社に移籍。日本企業の思想と、海外技術者の思想の仲介・調整とフォローを業務とし、情報機器・家電用のコンシューマ電源を中心に電源設計・品質に取り組み、現在に至る。

発刊にあたって

第1 章　制御する

・電源の並列接続制御
　　選択的に各駆動信号を制御し最適波形を得るマルチフェーズのPFC
・電源の並列接続制御
　　1 つの発振源のパルスを複数のコンバータに分配
・電源の並列接続制御
　　並列運転時、周波数制御方式でありながら、相互同期する
・電源の並列接続制御
　　エネルギーバランスが安定なスイッチング素子の並列使用方法
・電源の並列接続制御
　　PFC 電源の電流波形を複数の異波形に分解して処理
・負荷状態への追従制御
　　負荷状態に追従し、電源変換効率の最良点をシフト
・負荷状態への追従制御
　　負荷側装置の動作効率向上
・負荷状態への追従制御
　　負荷の急増を予測して制御を先回りする
・停電保持能力の改善制御
　　低入力でも動作を可能にする、励磁リセット回路
・停電保持能力の改善制御
　　停電時、一時的に低入力動作を可能とし、保持時間を延ばす
・可聴音を防止する制御
　　多様な原因による可聴音を防止するノウハウのひとつ
・制御の追従
　　共振周波数にスイッチング周波数が追従する。また共振トポロジーを紹介
・部品の並列接続制御
　　寄生振動がない電力FET の並列使用方法
・簡易な回路構成で制御信号を電圧
　　PFC コンバータのデジタル制御回路の簡略化
・複合制御
　　間欠制御とデューティ制御の、競合しない複合制御
・機能の共有
　　マイコンのクロック信号をスイッチング回路の発振源として利用
・共振電源の制御
　　共振電流を戻さず利用
・圧電トランスの制御
　　圧電トランスの性質や制御方法を詳しく解説
・同期整流の制御方法
　　同期整流採用の検討に役立つノウハウ的知識
・ゲートパルスのターン速度制御
　　MHz クラスの高周波ノイズの分散化
・過電流を検出する素子を省略した保護制御
　　ドライブ信号で異常を検出
・過渡期にいったん出力を低下させる制御
　　フレキシブルなAC アダプタ
・ゲートドライブパルスのエッジの傾きを制御
　　スイッチングノイズの分散

第2 章　待機時動作

・待機時動作
　　商用トランス方式のための待機電力低減方法
・待機時動作
　　軽負荷時にL 値を切り替えて効率を上げるPFC 電源
・待機時動作
　　キャパシタを実装し、待機時に超低周波バーストを実現
・待機時動作
　　待機時でも高効率動作が可能な疑似共振コンバータ

第３章　信号の重畳方法

・通信信号の重畳方法
　　本来電源が持つノイズ成分を変調して信号伝達に利用
・通信信号の重畳方法
　　出力スパイクリップルを変調し信号を乗せる
・通信信号の重畳方法
　　絶縁トランスで電力と信号の両方を伝達

第4 章　主回路

・主回路の変形・合成
　　複数の昇圧コンバータを従属接続し段階的に昇圧
・主回路の変形・合成
　　能動的昇圧と受動的ポンプアップを組み合わせ高昇圧率を得る
・主回路の双方向電力変換
　　多入力、多出力を持つエネルギー双方向変換
・共振を利用したLED ドライバの主回路
　　電流検出抵抗を省略できるLED ドライブ回路
・主回路の励磁バランスの維持
　　偏励磁を回路で検出し、制御でバランスするダブルエンドコンバータ
・主回路の2 次側平滑方法
　　巻線部品の寄生成分を積極的に利用
・PFC1 ステージコンバータの主回路
　　LLC 方式のPFC1 ステージコンバータ
・昇降圧方式のPFC コンバータ主回路
　　多車種対応の電気自動車充電電源

第5 章　部品・構造

・コイルの構造
　　EMI フィルタの飛躍的改善
・構造・部品配置
　　主トランスのギャップ方向とノイズ障害の関係を示唆
・構造・部品配置
　　不要ノイズの導通経路をふさぎ、分離する概念
・部品特性の利用
　　AC 整流ブリッジのダイオードエレメント個々の特性を変え低ノイズ化

第6 章　複合型コンバータ回路

・複合型コンバータ回路
　　降圧比が大きくても大きな時比率で動作する極性反転型複合コンバータ
・複合型コンバータ回路
　　昇降圧複合コンバータ、回路の基本トポロジーに言及

第７章　その他

・保護回路の特性改善
　　一次検出でありながら安価で安定な逆L 字過電流垂下特性を得る
・部品の分割・配置
　　トランスを分割してノイズをキャンセル
・共振波形の変形
　　主波形の第3 次高調波を利用して共振波形のピークを抑える
・蓄電セルの充電方法
　　直列蓄電セルの一部を使用し低耐圧化。また電源基本トポロジーを紹介
・部品の有効利用
　　電解コンデンサを温めて使う
・スナバエネルギーを引き抜く補助回路
　　スナバのリセット

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経験豊かな分析スタッフが、膨⼤な特許情報の中から、実際の現場で役⽴つ情報だけを抽出し、詳しく解説します。