フルデジタル電源の開発キット

デジタル電源のご紹介(インターリーブPFCとフェーズシフトフルブリッジDC/DCコンバータ)

PATでは現在新日本無線殿の高速デジタル電源用DSP 内臓マイコンNJU20011(通称アリゲータ)を使用したフルデジタル電源の開発キットを開発中です。
この度、トランジスタ技術のグリーンエレクトロニクスNO13に製作記事として寄稿いたしました。
本開発キットは大電力電源(500W-3KW)に最適な電源トポロジーであるインターリーブPFCとフェーズシフトフルブリッジDC/DCコンバータを採用しています。

キット内容は制御ソフト一式、本ソフトを応用した300W電源セット(DSPマイコン基板を含む)、デバッグ用調整治具、アプリケーションマニュアルで構成されます。本キットは従来のアナログ式SW電源の開発設計の経験を持つエンジニアでこれからデジタル電源を手がけたいけどマイコンのソフトウェアーの開発は無理と思っている方に使っていただける様に設計されております。

お客様が開発する電源の基本的な制御ソフトは既に用意されたものを使用してアプリケーションマニュアルに従って外付けのSW回路をアナログ式電源と同じように設計して頂きキットに付属の調整治具を接続してPFC及びDC/DC部のフィードバックゲイン、ロールオフ周波数等のパラメータをボリュームを回してアナログ的且つ直感的な操作で最適値に調整し最後にEEPROMに書き込む事でデジタル電源の動作パラメータの設定が出来ます。

300Wデジタル電源写真

調整治具写真

付属の調整治具で調整できるパラメータはフィードバックゲイン、ロールオフ周波数以外に以下の項目があります。ゲートドライブ信号のデッドタイム(ON時、OFF時独立設定)、SW周波数の設定(PFC,DCDC独立で設定可能)、EMI改善の為の周波数ディザーリングのON/OFF、ソフトスタート時間、出力電圧のトリミング、最大出力電流のトリミング(定電流設定)、OVPのレベル設定(出力電圧の何%で設定)、ブラウンインアウト電圧の設定が可能です。

又、開発時のデバッグに便利な様にPFCとDCDCを独立でON/OFFが可能ですので別々に独立でデバッグが出来る様にしています。その他にもデバッグ時に便利なモニター機能を持っています。DCDCコンバータとPFCの出力電圧、電流の検出電圧のADコンバータの読み値等を調整治具上のLCDモニターに表示できますのでデバッグに便利です。

又調整治具は2本のDAコンバータの出力を持っていてPFC回路のAC半波基準電圧のAD値やPFCの出力電圧とAC半波基準電圧との演算結果、PWM出力の積分値当を選択出力してオシロスコープで観測が可能です。これらの機能設定は調整治具上の3個のDIP SWで選択する様になっています。これらの機能を利用する事によってソフトウェアーのスキルがなくてもデジタル電源が開発できる事がコンセプトの開発キットになっておりますので皆様のデジタル電源の開発のお手伝いが出来ると信じております。現在鋭意開発中ですので近日中にはご提供できる様になると思います。

LED制御ボード写真