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【解説】DC/DCコンバータ 簡単にDC/DCコンバータのキホンを理解できる!

DCDCコンバーターの形状

DC/DCコンバーターには形状別にいくつかの種類があります。「オンボード」「POL」「パワーモジュール」などがです。それぞれについて説明します。

 

オンボード

CCG30-48-03S

DC/DCコンバーターCCG30の表裏の写真

 オンボードは直接基板に搭載するタイプのDC/DCコンバータです。DC/DCコンバーターといえばこのタイプを指すことが多く、各メーカーからいろいろな機種が発売されています。
サイズ表記はオンボードタイプだけでなく、inch表記したものが世界標準です。ボードタイプは小型なので1×1inch(ワン・バイ・ワン)や2×1(ツー・バイ・ワン)inchや2×2(ツー・バイ・ツー)inchなどがわかりやすいです。これ以外にも整数でないinchサイズもたくさんあります。要はinch表記しただけです。

 国内電源メーカーのDC/DCコンバーターはmm表記のオリジナルサイズですが、最近は世界標準の1×1などのインチサイズで発売するようになってきました。写真のタイプはTDKラムダ製CCGシリーズで、30Wでは世界標準の1×1(ワン・バイ・ワン)サイズの世界最小クラスです。

 入力電圧はDC3.3V、5V、12V、15V、24V、48Vです。最近はバッテリー入力の装置が増えたこともありDC12〜24V、DC24〜48Vなどワイド入力タイプも発売されています。出力電圧は電子部品が動作するDC3.3V、5V、12V、15Vの低圧になります。容量は1.5W〜80W程度で寿命部品である電解コンデンサを使っていないため電コン寿命がないことも特徴です

出力電圧は単出力と2出力があります。単出力は3.3V、5V、12V、15V、2出力は±12V、±15Vが一般的です。

POL

POL

POLとドライバーの写真

 48Vなどの中間電圧からICなどの電子部品が要求する低電圧へ変換する、高効率・小型・高速応答性の非絶縁DC/DCコンバーターです。
入力電圧は9〜50Vの比較的高い入力電圧タイプと4〜14Vの低電圧入力タイプがあります。高い入力電圧タイプの出力電圧は3〜40V可変可能で、低電圧入力タイプの出力電圧は0.6〜5V程度可変可能です。電流値は30Aまでが一般的ですが、150Aの大電流を流せるコーセルBRFS150もあります。

 

パワーモジュール

PH150A280-24

PH150A280-24の裏表の写真

 パワーモジュールも基板上に直接ピンに半田付けします。放熱はピンとは反対側のアルミ製ベースプレートに放熱フィンをつけて風を当てるか、装置本体の金属部分に密着させて放熱します。

パワーモジュールの標準サイズは「ブリック」と呼ばれています。
ブリックはレンガという意味で、フルブリックとは長さ約117mm×幅約61mm×高さ約117mmです。その1/2、1/4、1/8、1/16のサイズは、それぞれハーフブリック、クォータブリック、エイスブリック、シックスティーンスブリックと呼ばれます。写真のパワーモジュールは1/4ブリックです。このブリックサイズは厳密なものではなく機種によって若干サイズが異なります。

パワーモジュールは単体だけで使うことはできず周辺の回路設計が必要になります。パワーモジュールはいわば電源回路の一部分をパッケージしたものです。ユーザーはディスクリートの部品で電源を設計することを考えると、パワーモジュールを使うことで回路設計が楽になり設計工数が省けます。容量は700Wまでありオプションも色々用意されています。

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