ISO_PWR - phktech_tips @ ウィキ

絶縁プログラマブル電圧源

何かと絶縁された電源がほしいことが多い.
電源といっても電流容量は10mAもあれば十分.

• フローティングゲートドライバ電源
• センサバイアス電源

等.

電流容量1Aとかのリニア電源をチャネルごとに準備するのは,机キャパを圧迫する.
そこで,1台に複数の電源を内蔵するマルチチャンネル電源を作る.

仕様

• 出力チャネル数 4
• 出力電圧 0-18V
• 出力電流 200mA
• 制御モード CV/CC
• チャネル間絶縁 300V強化絶縁
• チャネル間静電容量 TBD(なるべく小さく)
• 電圧設定分解能 0.5mV(16bitDAC)
• 電流設定分解能 0.1mA(16bitDAC)
• 出力切り離し リレーで両切りする
• 電源入力 24V 1A ACアダプタ
• 通信IF USB

電源構成

18V200mAを4chなので18V800mA 14.4Wの電源となる.
余裕をもたせて,20W電源として設計する.
絶縁はフライバック式DCDCで実現する.
5系統出力の構成とし,そのうち絶縁4出力を負荷にする.
残り,非絶縁1出力を制御ブロック電源とする.

スイッチングノイズを低減するため,
フライバック出力->20Vプリレギュレータ->メインレギュレータ
という二段リニアレギュレータ式とする.

フライバック出力は定常22Vとする.
スイッチングノイズを抑えるため,スイッチング周波数をなるべく下げ,かつ,dv/dtを遅くする.
トランスの構造は,プレーナトランス式とする.内層をモールド扱いとし,強化絶縁の絶縁距離短縮を狙う.

トランスの設計

22V 1A出力電源を設計する.電力は22Wである.
この電力に対応するコアとしてPC47PQ20/16Z-12を感覚的に選定.まずはこれで設計する.
フォワード100kHzで77W採れるとあるので,フライバックで22Wは余裕のある設計といえる.