フォワードコンバータ計算ツール

フォワードコンバータは、主スイッチがオンの間にトランス一次側から二次側へエネルギーを伝える絶縁型 DC-DC 回路です。フライバックと異なり、一周期分の全エネルギーを意図的に磁心へ蓄える方式ではありません。出力整流器とインダクタが二次側パルスを平滑化し、安定した直流出力を作ります。本ツールは入力電圧、目標出力電圧、一次対二次巻数比から理想デューティ比を概算し、出力電力、必要入力電力、平均入力電流、スイッチング周期も求めます。 使用する関係は、出力電圧＝デューティ比×入力電圧÷巻数比です。変形するとデューティ比＝出力電圧×巻数比÷入力電圧となります。そのため巻数比は一次巻数を二次巻数で割った値として統一してください。百パーセントを超える比率は実現できず、実際の一石フォワード回路には通常さらに十分なリセット余裕が必要です。半導体の電圧降下、巻線抵抗、漏れインダクタンス、デッドタイム、制御制限も取り出せる電圧を下げます。 出力電力は出力電圧と出力電流の積です。推定入力電力はそれを小数効率で割るため、0.85 は 85 パーセントを意味します。平均入力電流は入力電力を入力電圧で割ります。これらは電力段の初期概算に適した定常平均で、スイッチや巻線のピーク電流ではありません。ピーク値は励磁電流、出力インダクタのリップル、トランス設計、スイッチング遷移、選択した電流導通モードで変わります。周期は周波数の逆数で、マイクロ秒表示です。 制御IC、トランス、リセット回路、整流器、出力フィルタを選ぶ前の初期確認に利用してください。入力範囲全体で制御器と磁心リセットのデューティ制限を守ることを確認します。部品は公称平均だけでなく、最悪時の電圧、電流、温度、過渡ストレスで選定してください。実効率は負荷と周波数で変わるため、製品設計では実測損失や詳細損失モデルを単一効率の代わりに使用します。絶縁距離、熱、電磁両立性、制御ループ安定性、故障保護も別途解析が必要です。