JAJU940 July   2024

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   参照情報
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計上の考慮事項
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1 UCC28810
      2. 2.3.2 MCF8315
      3. 2.3.3 MSPM0L
      4. 2.3.4 MSPM0C
  9. 3システム設計理論
    1. 3.1 MCF8315 の設計
      1. 3.1.1 電力部
      2. 3.1.2 GPIO 部
    2. 3.2 AC/DC の設計：シングル ステージ PFC
    3. 3.3 ホスト MCU の設計
  10. 4ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 4.1 ハードウェア要件
      1. 4.1.1 ハードウェアの概要
      2. 4.1.2 TIDA-010951 PCB
    2. 4.2 ソフトウェア要件
    3. 4.3 試験の要件
    4. 4.4 テスト構成
    5. 4.5 テスト結果
      1. 4.5.1 TIDA-010951 のパワー マネージメント
      2. 4.5.2 UCC28810 を使ったシングル ステージ PFC
      3. 4.5.3 MCF8315C を使った住宅用 BLDC ファンの動作
        1. 4.5.3.1 パワーアップ シーケンス
        2. 4.5.3.2 フォワード ウィンドミリング (ISD 順方向再同期)
        3. 4.5.3.3 リバース ウィンドミリング (ISD 逆方向再同期)
        4. 4.5.3.4 方向反転
        5. 4.5.3.5 ファンの加速と減速
      4. 4.5.4 熱性能
  11. 5設計とドキュメントのサポート
    1. 5.1 デザイン ファイル
      1. 5.1.1 回路図
      2. 5.1.2 BOM
    2. 5.2 ツールとソフトウェア
    3. 5.3 ドキュメントのサポート
    4. 5.4 サポート・リソース
    5. 5.5 商標
  12. 6著者について
  13. 7謝辞

4.5.2 UCC28810 を使ったシングル ステージ PFC

TIDA-010951 では、最大 2A を供給できる絶縁型 24V レールを生成する、UCC288210 を使った 2 次側安定化シングル ステージ PFC を実現しています。このフライバック コンバータは 140VAC～265VAC RMS で動作し、35W 負荷 (24V から供給) で 0.92 を超える入力力率 (PF) と 12.5% 未満の入力電流 THD を維持しながら、厳格に安定化された 24V を供給できます。表 4-2 に、シングル ステージ PFC のライン、負荷レギュレーション、効率、入力 PF、THD を示します。

表 4-2 シングル ステージ PFC の 140VAC～265VAC でのテスト結果
VIN (AC RMS) PIN (W) POUT (W) VOUT (V) 効率 (%) 入力 PF 入力電流 THD (%)

140

8.49

6

24.15

70.68

0.867

26.5

14.38

11

24.16

76.5

0.964

10.51

21.19

17

24.15

80.23

0.978

9.65

30.35

25

24.16

82.38

0.985

10.1

42

35

24.15

83.34

0.988

11.5

230

8.49

6

24.15

70.68

0.51

45.43

14.34

11

24.15

76.71

0.682

36

21.25

17

24.15

80

0.826

22.5

30.48

25

24.16

82.03

0.93

10.4

42

35

24.15

83.34

0.95

9.6

265

8.6

6

24.15

69.77

0.426

45.1

14.45

11

24.15

76.13

0.579

40.4

21.32

17

24.15

79.74

0.709

32.67

30.47

25

24.15

82.05

0.828

20.9

42.04

35

24.16

83.26

0.92

12.2

85VAC～140VAC で TIDA-010951 を使用する場合、良好な PF と iTHD を達成するため、PCB を多少変更します。

以下の変更点と表 4-2 のテスト結果を参照してください。

  • R14 = 6.8kΩ、R19 = DNP、R17 = 0.22Ω、R18 = 2.2kΩ、C16 = 47pF、R20 = 18kΩ
表 4-3 シングル ステージ PFC の 85VAC～140VAC でのテスト結果
VIN (AC RMS) PIN (W) POUT (W) VOUT (V) 効率 (%) 入力 PF 入力電流 THD (%)
85 8.49 6 24.11 78.9 0.968 8.5
14.38 11 24.11 83.9 0.977 9.4
21.19 17 24.11 84.8 0.961 9.4
30.35 25 24.11 85.5 0.949 11.9
42 35 24.11 85.2 0.948 12.0
110 8.49 6 24.11 78.9 0.94 14.9
14.34 11 24.11 84.0 0.964 9.3
21.25 17 24.11 88.6 0.965 9.6
30.48 25 24.11 87.1 0.955 10.8
42 35 24.11 87.0 0.951 11.6
140 8.6 6 24.11 77.9 0.86 21.1
14.45 11 24.1 83.0 0.941 10.6
21.32 17 24.11 84.8 0.952 9.6
30.47 25 24.11 87.0 0.961 10.0
42.04 35 24.11 87.3 0.956 10.5

図 4-4 に、230VRMS で 35W (24V レールから供給) を供給しているときの入力相電流を示します。入力力率は 0.95、入力電流 THD は 9.6% です。

TIDA-010951 230VRMS、35W 負荷 (24V レールから供給) での入力相電流図 4-4 230VRMS、35W 負荷 (24V レールから供給) での入力相電流