ソフト・スイッチング・パワー・コンバータの設計方法

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ソフトスイッチング電力コンバータのシミュレーション

高周波で高効率の電力変換器を設計するには、動作領域全体でソフトスイッチング技術を実装する必要があります。全体的な性能を最適化し、スイッチング損失を最小限に抑えるには、シミュレーション・ソフトウェアが複雑な制御アルゴリズムを実行し、寄生、熱、EMI/EMCの問題、およびインダクタやコンデンサなどの追加共振コンポーネントの影響に対処する必要があります。手作業による反復を減らすため、ソフトウェアは出力電圧、入力電圧、変換比、負荷変動など、相互に依存する制御パラメータを同時に実行します。

電力コンバータの設計者は、高電圧ストレス下で安定したソフトスイッチングを実現するための適切なコンポーネントとパラメータを特定します。出力電圧には負荷が影響するため、ソフト・スイッチング・コンバータのシミュレーションは動作領域全体で実行する必要があります。共振部品やパラメータの値を1つずつ微調整します。ポストレイアウト・シミュレーションは、様々な条件下で物理的なプロトタイプを作成するよりも早く、ソフトスイッチングコンバータの信頼性を検証するのに役立ちます。

ソフトスイッチング電力変換器のソリューション

高周波で高効率の電力変換器を設計するには、ソフト・スイッチング技術を可能にするソリューション必要です。Keysight EDA Advanced Design System（ADS）は、複数の制御パラメータで回路を最適化するために設計された「チューナー」機能を備えており、設計者は、手動による微調整や反復を回避しながら、動作周波数やスイッチのオン時間を動的に調整できます。また、ソフトスイッチングを実現するための追加共振成分（LrとCr）の値を迅速に検討することもできます。統合されたポストレイアウト・シミュレーションにより、設計者は寄生、EMI、熱の影響による問題を設計ワークフローの早い段階で検出することができます。

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