基礎から学ぶ制御工学と基本コンバータ回路(シリーズ基礎から学ぶスイッチング電源回路とその応用〈第3巻〉) [全集叢書]

基礎から学ぶ制御工学と基本コンバータ回路(シリーズ基礎から学ぶスイッチング電源回路とその応用〈第3巻〉) の 商品概要

• 目次

  1.　古典制御
  1.1　システムの伝達関数
  1.2　極の最適配置
  1.3　支配極
  2.　ボード線図
  2.1　交流入力信号に対する過渡応答
  2.2　伝達関数（周波数特性）のベクトル軌跡と極座標表記
  2.3　ボード線図
  　2.3.1　伝達関数の周波数応答
  　2.3.2　零を含む伝達関数の周波数応答
  練習問題
  3.　負帰還（フィードバック）
  3.1　負帰還システムの伝達関数
  3.2　ブロック線図の合成法
  3.3　フィードバック制御
  3.4　システムの動作安定性の判別法
  　3.4.1　ラウスの安定判別法
  　3.4.2　ナイキストの安定判別法
  3.5　ループ補償
  3.6　指令値追随性
  3.7　コンバータに適した開ループ伝達関数
  3.8　外乱・ノイズの抑制
  　3.8.1　外乱・ノイズの影響
  　3.8.2　二自由度制御系による指令値への追従性の改善
  4.　根軌跡法
  4.1　根軌跡の描画法
  4.2　根軌跡のイメージ
  4.3　根軌跡法の活用例
  5.　PID制御
  5.1　PID制御の概要
  5.2　パラメータ調整法
  5.3　PID制御器の周波数特性
  6.　コンバータの種類
  6.1　非絶縁型コンバータ
  　6.1.1　降圧コンバータ
  　6.1.2　昇圧コンバータ
  　6.1.3　極性反転コンバータ
  6.2　絶縁型コンバータ
  　6.2.1　フライバックコンバータ
  　6.2.2　フォワードコンバータ
  　6.2.3　絶縁型コンバータのまとめ
  7.　パワー段の伝達関数
  7.1　PWMスイッチの小信号等価回路
  7.2　連続伝導モード（CCM）におけるパワー段の伝達関数
  　7.2.1　降圧コンバータ
  　7.2.2　昇圧コンバータ
  　7.2.3　各種コンバータの伝達関数
  7.3　不連続伝導モード（DCM）の伝達関数
  　7.3.1　DCM-PWMスイッチの小信号等価モデル
  　7.3.2　DCMの降圧コンバータの伝達関数
  　7.3.3　各種DCM動作コンバータの伝達関数
  7.4　絶縁型コンバータの伝達関数
  　7.4.1　フライバックコンバータの伝達関数
  　7.4.2　フォワードコンバータの伝達関数
  8.　ループ補償回路
  8.1　ループ補償回路
  8.2　極・零対の導入による位相ブースト
  8.3　ループ補償回路の設計手順
  8.4　Type-2のループ補償回路
  8.5　Type-3のループ補償回路
  9.　電圧モード制御
  9.1　電圧モード制御系の回路構成
  　9.1.1　PWMの伝達関数
  　9.1.2　電圧モード制御の開ループ伝達関数
  　9.1.3　降圧コンバータの開ループ伝達関数
  9.2　降圧コンバータの各種閉ループ伝達関数
  　9.2.1　入出力間の伝達関数
  　9.2.2　出力インピーダンス
  10.　電流モード制御
  10.1　電流モード制御
  10.2　開ループ伝達関数
  10.3　電流モード制御システムの安定性
  　10.3.1　コンバータの安定動作条件
  　10.3.2　電圧モード制御ループの周波数特性
  　10.3.3　二重帰還による安定なシステム動作
  10.4　電流モード制御の回路方式
  　10.4.1　ピーク電流モード制御回路
  　10.4.2　平均電流モード制御回路
  11.　リップルベース制御
  11.1　コンスタントオンタイム制御
  　11.1.1　リップル検出回路
  　11.1.2　スイッチング周波数
  11.2　ヒステリシス制御
  　11.2.1　基本動作
  　11.2.2　スイッチング動作周波数
  　11.2.3　改良版ヒステリシス制御
  11.3　リップルベース制御法のまとめ
  付録
  A.　DCMモードのPWMスイッチのモデル
  B.　適正に配置した零と極を持つループ補償回路の位相ブースト
  引用・参考文献
  練習問題解答
  索引

• 出版社からのコメント

  コンバータの制御に多用されている古典制御の基礎から，バッテリーに必須な技術であるリップルベース制御までを解説。

• 内容紹介

  基礎学問の習得に重点を置いた勉強を通して，より高いレベルで議論できるパワエレ技術者を目指してほしいとの思いから「シリーズ 基礎から学ぶスイッチング電源回路とその応用」を刊行する運びとなった。本シリーズは，大学における工学教育と企業における実践教育の橋渡しを想定しており，物理現象のイメージをもとに理論面をやや重視した内容になっている。シリーズ全体を通した学習によってインバータやコンバータなどの設計はもちろん，機器の故障・動作不良に際して科学的な方法で原因を究明し，問題解決にあたる高度な技術者になることを期待している。
  
  コンバータは，外乱による出力電流や電圧の急変があっても，パワー半導体素子のオン／オフのタイミングを調整して所定の出力電圧を維持する制御機構が重要であり，電源回路の設計者は制御理論を熟知しておくことが大切である。コンバータの制御には「古典制御」が多用されていることから，シリーズ第3巻の本書では，制御の範囲を「古典制御」に限定して説明する。
  
  1章では，基礎的なレベルから「古典制御」を詳しく解説する。2章では「古典制御」で重要な伝達関数を説明し，3章では負帰還によるシステム制御における過渡応答やシステムの安定性を説明する。続いて，4章では最適な制御系の選択に使用する根軌跡法，5章では伝達関数が不明確なシステムに適用するPID制御について簡単に説明する。
  6章では代表的なDC－DCコンバータの基本回路を取り上げ，その動作概要を説明し，7章ではコンバータのパワー段の小信号等価回路モデルを導出し，それを使って8章では絶縁型，非絶縁型などの各種コンバータの伝達関数を導く。9章と10章ではループ補償回路と負帰還を実用的なコンバータ回路に適用して，その動作の安定性を検証する。11章では，バッテリーを使うスマートフォンやノートパソコンなどでは必須の技術であるリップルベース制御を解説する。
  
  図書館選書
  コンバータの制御に多用される古典制御について基礎的なレベルから解説をし、各種コンバータの動作確認、伝達関数、動作の安定性を説明し、スマホなどに搭載されているバッテリーに必須な技術であるリップルベース制御を解説。

• 著者紹介（「BOOK著者紹介情報」より）（本データはこの書籍が刊行された当時に掲載されていたものです）

  谷口 研二(タニグチ ケンジ)
  １９７１年大阪大学工学部電子工学科卒業。２０２０年一般社団法人大阪大学工業会パワエレ技術者塾長

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