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電気/電子回路

アナログ半導体の基礎知識をつける part 1

苦手意識があった分野も、ちょっとがんばって知識をつけると楽しくなってくる:DC-DCコンバータ編

引き続き、アナログ半導体の基礎知識固めです。

資料13ページ中11ページ目、Tradosでは61%が完了しました。

最初はチンプンカンプンだった電源や回路関連の用語も少しずつわかるようになってくると、勉強が楽しくなってきます。

以前は回路図を見ても意味がわからなくて面白くない、面白くないから学習しない、学習しないから余計に意味がわからない…と無限ループに陥っていました。

これって、単なる食べず嫌いだったんですよね。

やっぱり何でも試してみるもんです。

DCーDCコンバータってなに?

例えば、DC-DCコンバータの1つである、フライバックコンバータの回路。

コンバータの役割は、convert、「変換する」ことです。

DC-DCコンバータのDCは、Direct Current、つまり「直流」を表しています。

えっ直流から直流に変換するの?

交流から直流じゃなくて?

もちろんコンバータの中には、AC(Alternate Current、交流)をDCに変換するものもあります。

このDC-DCコンバータの役割は、直流を必要な電圧に変換したり安定化することなのです。

©Renesas

DC-DCコンバータの回路内って、どんな部品があるの?

入力・出力電圧

回路内のVinは入力電圧、そしてVoutは出力電圧の記号です。

©Renesas

なので、電圧がVinから入ってVoutから出ていく回路、ということがわかりますね。

トランス

スイッチをONにすると、一次巻線(図の左側)に電流が流れます。

電流が流れた先にある、トランスのコアがエネルギーを蓄えます。

トランスの一番大きな役割は、電圧を変化させること。

つまり変換器なんですね。

©Renesas

ちなみに、トランスの基本的構造はとてもシンプルで、鉄芯に一次コイルと2次コイルを巻きつけた形になっています。

参照:Wikipedia

話を回路に戻します。

さきほどスイッチをONにしました。

ここでスイッチOFFにすると、トランスのコアに蓄積されたエネルギーが解放されて、回路の左側から右側へと電流が流れていきます。

ダイオード

流れた電流は、ダイオードに到着します。

©Renesas

ダイオードの一番大きな役割は、電気の流れを整えること。

一方方向にだけ電気を流す部品なんです。

なので、電気は矢印の通り、つまりこの回路では左から右に流れているんですね。

コンデンサ

Cはコンデンサ。キャパシタともいわれます。

©Renesas

コンデンサは、電気を蓄えたり放出したりする電子部品です。

また、直通を通さないで絶縁するはたらきもあります。

抵抗器

Rは抵抗器です。

©Renesas

抵抗器は電気を流れにくくする役割を果たしています。

流れる電気の量を制限したり調整したりすることで、電気回路をスムーズに動かす役割を持つ、とても大切な部品です。

RLCは電子回路に欠かせない受動素子

急にRLCなんていわれても、何のことかわかりませんよね。

でも実はすでに、上でお話した部品のことなのです。

Rは抵抗器(Resistor)、Lはコイル、Cはコンデンサ/キャパシタ(Capacitor)のこと。

コイルはインダクタ(Inductor)と呼ばれることもあり、インダクタンス(Inductance)の比例係数がLで表されます。

「コイルもインダクタも、頭文字はLじゃないじゃん!」と思われる方がいらっしゃると思いますが、ここではそのお話は省略します。

ぜひインターネットで検索してみてください。

「抵抗器とコンデンサの説明は上にあったけど、コイルの話なんてなかったじゃん!」

確かに、「コイル」という言葉は使いませんでしたが、インダクタの話は済んでいるのです。

もう一度、トランスの記号と基本構造の説明した図をよく見てください。

コイルが巻き付いていませんか?

そう、トランスもインダクタの1種なのです。

インダクタには、トランスで説明したように「電圧を変換する」働きだけでなく、電流を安定させたり、信号を取り出したりする役割もあります。

この3部品、抵抗器、コイル(インダクタ)、コンデンサ(キャパシタ)は、電子回路では必ず使うといっていいほど、電子機器に欠かせないものなのです。

村田製作所サイト内には易しい言葉で書かれた説明があり、とても参考になりました。

抵抗器、コイル、コンデンサについての動画もあるので、こちらで紹介します。

面白くなってきたところで、もっと知識をつける

これまでの3日間で、回路関係の情報をひたすらインターネットで検索し、Wordファイルで100ページ以上になりました。

Xmind Proに情報を落とし込み、復習を兼ねて頭の中の整理をすることで、やっとアナログ半導体の一部が見えてきた感じです。

残念ながら明日は食料品の買い出しだけでなく、子供たちの学校で使うものなどを買いに行かなくてはいけないため、半日以上勉強する時間が奪われます。

なんとか明日1日で外出を終わらせ、日曜日と月曜日はガッツリ学習に励みたいと思っています。

トライアル応募まで約10日間。

できる限りの準備を整えていきます。

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