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対話型シミュレーター

降圧コンバータのインダクタ電流リップルシミュレーター

スイッチング波形、リップルマップ、電力内訳を見ながら、L/Cと周波数の不足を把握します。

パラメータ入力
入力電圧 Vin
V

コンバータ入力電圧です。

デューティ D
-

スイッチON時間の割合です。

インダクタ L
µH

出力インダクタです。

出力容量 C
µF

出力コンデンサ容量です。

周波数 fs
kHz

スイッチング周波数です。

負荷電流
A

出力平均電流です。

計算結果
出力電圧
電流リップル
電圧リップル
CCM余裕
降圧波形
リップルマップ
出力電力内訳
物理モデルと主要式

$$V_o=D V_i,\quad \Delta I_L=\frac{(V_i-V_o)D}{Lf_s}$$

理想降圧式は連続電流モードを仮定します。軽負荷、ESR、スイッチ損失、制御ループ補償は別途確認してください。

読み取り方

波形図ではインダクタ電流が三角波状に変化します。

リップルマップではLと周波数不足の危険領域を見ます。

電力図では出力電圧と負荷電流から負荷電力を確認します。

会話で学ぶ降圧コンバータのインダクタ電流リップル

🙋
降圧コンバータのインダクタ電流リップルでは、まずどこを見ればいいですか?入力電圧 Vinを動かすと図も数値も同時に変わるので、少し迷います。
🎓
最初は出力電圧を見ます。ただし数字だけで判断せず、降圧波形で前提の形や状態を確認し、リップルマップで分布や変化の出方を合わせて読みます。波形図ではインダクタ電流が三角波状に変化します。
🙋
入力電圧 Vinを大きくすると出力電圧が変わりそうなのは分かります。では、デューティ Dはどのくらい効いていると考えればいいですか?
🎓
デューティ Dを少しずつ動かして電流リップルの動きを見ると、支配している項が見えてきます。理想降圧式は連続電流モードを仮定します。軽負荷、ESR、スイッチ損失、制御ループ補償は別途確認してください。 1点の計算で終わらせず、実際にばらつきそうな範囲を往復させるのが大事です。
🙋
出力電力内訳は何を見るための図ですか?普通のグラフだけでも判断できそうに見えます。
🎓
出力電力内訳は、危険側に入る境界や、余裕が急に崩れる組み合わせを探すための図です。リップルマップではLと周波数不足の危険領域を見ます。 例えば降圧DCDCのL/C一次選定では、単一点の値より「少し条件がずれたらどうなるか」が効きます。
🙋
では、出力電圧が基準内なら、この条件をそのまま採用してよいですか?
🎓
ここでは初期検討として扱います。出力リップル要求に対する周波数検討や軽負荷でCCMを維持できるかの確認には役立ちますが、最終判断では規格値、実測値、詳細解析、メーカー条件で確認してください。電力図では出力電圧と負荷電流から負荷電力を確認します。

実務での使い方

降圧DCDCのL/C一次選定。

出力リップル要求に対する周波数検討。

軽負荷でCCMを維持できるかの確認。

よくある質問

出力電圧と電流リップルを先に見ます。次に降圧波形で前提の状態を確認し、リップルマップで分布や変化の偏りを読みます。波形図ではインダクタ電流が三角波状に変化します。
入力電圧 Vinを単独で動かしたあと、デューティ Dも同じ幅で動かして出力電圧の変化量を比べます。出力電力内訳を見ると、どの組み合わせで余裕や性能が急に変わるかを把握できます。
降圧DCDCのL/C一次選定に使います。単一点の数値ではなく、入力範囲を少し広げて出力電圧の余裕が保てるかを確認すると、詳細解析へ進む前の論点整理に役立ちます。
理想降圧式は連続電流モードを仮定します。軽負荷、ESR、スイッチ損失、制御ループ補償は別途確認してください。最終判断では規格値、実測値、詳細解析、メーカー条件を確認してください。