テーマ：PSPICE によるノイズ検証－FCC(Forward Coupling Converter)回路の２次側整流ノイズ－

株式会社ビー・テクノロジー 堀米 毅(Tsuyoshi Horigome)目的：FCC(Forward Coupling Converter)回路の２次側整流ノイズの検証をＰＳＰＩＣ

Ｅにて行う。

ノイズの原因の１つである整流側ダイオード及びフライホイル側ダイオードに注目し

た。

１．動作原理 FCC(Forward Coupling Converter)２次側回路

動作回路：EY128R5U (VIN 100V,VOUT 12V,8.5A,f=200kHz)

１次側のスイッチング・トランジスタがＯＮすると、整流側ダイオード（Ｄ１１）に

電流が流れ、１次側のスイッチング・トランジスタがＯＦＦすると、フライホイル側ダ

イオード（Ｄ１２）に電流が流れる。

２．波形調査

２．１使用機器

・ ＦＣＣ電源（新電元製ＥＹ１２８Ｒ５Ｕ）

・ 電流計

・ 電圧計

・ オシロスコープ

２．２使用ダイオード

・ Ｄ５ＬＣ２０Ｕ（新電元製）

・ ＣＴＬ－３２Ｓ（サンケン製）

２．３トランス２次側入力波形

負荷抵抗を入れ、出力電圧１２Ｖ、出力電流２Ａに設定した。トランス２次側入力波形

を下記に示す。

PHOTO1ＰＳＰＩＣＥ解析時に使用する為、トランス２次側入力波形(PHOTO1)をパルス波形に置

き換える。

初期電圧(V1)：-28V パルス電圧(V2)：50V 遅延値(Td)：0sec 立ち上がり時間(Tr)：50nsec 立ち下がり時間(Tf)：100nsec パルス幅(Pw)：1.2usec 周期値(Per)：5usec３．ＰＳＰＩＣＥによるノイズの検証

ノイズ解析用回路図を以下のように設定した。

Ｌ６：リーケージ・インダクタンス追加

20V 1μs

Ｃ１１：チョークコイル内部容量の追加

Ｃ４のＥＳＬ（Ｌ４）、ＥＳＲ（Ｒ６）の追加

tanδ=wCRtanδ=2πfC(測定周波数 120Hz)tanδ=0.16（電解コンデンサ 耐圧２５Ｖ）でＥＳＲを計算した。また、ＥＳＬは配線長

（10nH/cm）で計算した。

D5LC20U MODEL PARAMETER

IS 7.034000E-09 N 1.51 ISR 100.000000E-12 IKF .2 BV 200 IBV 100.000000E-06 RS .0317 TT 5.000000E-09 CJO 150.800000E-12 VJ .563 M .4226

３．１整流側ダイオード（Ｄ１１）、フライホイル側ダイオード（Ｄ１２）

フライホイールダイオード（Ｄ１２）の逆回復時間ｔｒｒの間だけ、整流側ダイオード

（Ｄ１１）、フライホイル側ダイオード（Ｄ１２）の経路で短絡電流 is が流れる為、ノ

イズの原因になる。よって、フライホイールダイオード（Ｄ１２）の方がノイズの影響

が大きい。ノイズ解消する為には、逆回復時間ｔｒｒの早い、高速のダイオードを使う必

要がある。各ダイオードの損失は以下の通りである。

ダイオードの損失（Ｄ１１＋Ｄ１２）=1.998W整流側ダイオードの損失（Ｄ１１）=0.522Wフライホイル側ダイオードの損失（Ｄ１２）=1.477W

３．２配線のライン・インピーダンス（Ｌ６）の影響

配線のライン・インピーダンス（Ｌ６）は配線の長さ（10nH/cm）に起因する。また、

Ｄ１１、Ｄ１２、ライン・インピーダンスが存在するので、VF、VL として電圧降下が発

生する。その為に内部損失が発生する。

３．３配線のライン・インピーダンス（Ｌ８）の影響

３．４出力コンデンサー（Ｃ４）のＥＳＬ（Ｌ４）の影響