DC-DCコンバータの原理

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■DC-DCコンバータとは

DC-DCコンバータとは、直流電圧/電流(DC)を直流のまま昇圧/降圧する機能を持つデバイスのことです。主にトランジスタとコイルで構成され、スイッチングレギュレータの一種となります。

＜昇圧型回路＞

昇圧型回路は以下の様になります。


動作を説明します。トランジスタはスイッチの役割を持っているので、図はスイッチで表現しております。スイッチONした時には以下の様に電流が流れます。


この状態でスイッチをオフすると、コイルは電磁誘導を起こし電圧が発生し、これが電源電圧と合わさって(電源を直列に繋げれば電圧は合算値となる)、高い電圧が発生します。これが昇圧の原理です。なおコンデンサはノイズ除去のため、ダイオードは コンデンサに蓄えられた電荷が逆流するのを防止するために使用します。

＜降圧型回路＞

降圧型回路は以下となります。コイルやコンデンサ、ダイオードの個々の役割は昇圧型回路と同じですが、回路を変えるだけで全体の機能が変わります。 スイッチをオフした時にコイルは瞬間的に高い起電力を発生するのですが、平均的な電圧は低下します。昇圧型回路との違いは、 電源分の電圧が加わっているか否かです。

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