トランジスタ技術　2011年10月号(175ページ)

1. モデル作成編 連 載
無償ツールでモデル作成＆チューニング入門
第 4 回 部品：コイル
応用：スイッチング電源回路
堀米 毅
整流 ！
ババーン スイッチング・ノイズを再現するには
ダイオード D1 L1 このコイルのモデル作成がカギをにぎっている
71μH
入力 220Ω R 1 R R3 出力 出力
2 C2 コイル R4 C4 C5 C6 C7 RL
電圧 AC D2 22Ω 電圧
の出力 270Ω 電流
Vin C 1 22Ω 680p C3 4400μ 4400μ 4400μ 4400μ 10Ω
Vout
6.6V 電圧 Iout
50Hz 330p 680p
VLout
D1，D2：ダイオード D5LC20U
（新電元工業）
フリーホイール・ダイオード
C4∼C7
：電解コンデンサ
図 1 今回再現するスイッチング電源回路
（FCC 回路）
とモデルを作成するコイル
とが分かります．
目標：コイルのSPICEモデルを作成して， このように微小なノイズを電子回路シミュレーショ
スイッチング電源回路の出力ノイズを再現 ンで再現することは簡単ではありません．しかし，精
● 回路と再現する波形 度のよい部品モデルを作成すれば，このような微小ノ
今回は，コイルの等価回路モデルを作成することで， イズをシミュレーションで再現できます．
フ ォ ワ ー ド・ コ ン バ ー タ
（FCC：Forward Coupling
Converter）回路という絶縁型スイッチング回路 （図 1） ● コイルの SPICE モデルを作成する
の実機動作 （図 2）をシミュレーションで再現します． 図 3 の（b）（c）
と のシミュレーションで使った部品は，
FCC 回路の出力仕様は以下の通りです． 次のような違いがあります．
出力電圧：5 V
出力電流：0.5 A
出力電流
この FCC 回路の出力にはノイズが発生します（図 3）．
このノイズの原因はコイルに起因しており，その現象
が LTspice で再現できます． 出力電圧
● LTspice に最初から用意されているコイル・モデ
ルを使うと微小な出力ノイズを再現できない
入力特性と出力特性 （出力電圧と出力電流）の実機波
形を図 2 に示します．出力ノイズだけの実機波形を図
3 a）
（ に，コイルのモデル作成後のシミュレーション
入力電圧Vin
5V/div 10ms/div
結果を図 3 b）
（ に，コイルのモデル作成前のシミュレ
ーション結果を図 3 c）（ に示します．
インダクタンス値だけでコイルの特性を表した，
LTspice に最初から用意されているモデルを使うと，
スイッチング回路の出力ノイズを再現できていないこ 図 2 図 1 の回路の入出力特性（実波形）
LTspice の使い方については本誌 2011 年 6 月号特集「超入門 電子回路シミュレーション」！
で紹介しています．LTspice 関連情報はウェブ・サイト「超入門 電子回路シミュレーシ ！
2011 年 10 月号 175
ョン LTspice の部屋」
（http://toragi.cqpub.co.jp/tabid/470/Default.aspx）
から入手できます．