HF500-30評価ボードを動かしてみた

Monolithic Power Systems (以下、MPS社と表記)のEVHF500-30-P-00A Evaluation Board(以下、評価ボードと表記)の特長と評価ボードを使用して実際の動作結果を説明します。今回、評価するボードの1つは、当社が取り扱う商材に部品を置き換えて測定をしています。

HF500-30の特長

HF500-30は代表的なフライバック製品で、出力電力は30Wをターゲットにしています。

すぐに評価が始められる評価ボードと無償サンプルの提供が可能です。
下記の申し込みフォームより、「無償サンプル希望」とお問い合わせください。

EVHF500-30-P-00A評価ボードの特長

EVHF500-30-P-00A評価ボードの特長について説明します。

  1. 入力電圧は90Vac~264Vacまで幅広く入力することが可能です。
  2. 基板のサイズは9.1cm×4.3cm、高さは2.5cmです。
  3. 出力電力は30Wを出力することが可能です。

写真はEVHF500-30-P-00A評価ボードと丸文株式会社の商材を使用した部品を載せたボードです。

EVHF500-30-P-00A評価ボード 測定内容

今回はEVHF500-30-P-00A評価ボードを使用して測定してみます。

  • 今回測定する項目
    • 効率測定
    • 温度測定

EVHF500-30-P-00A評価ボード 測定環境

  • 以下の測定環境で評価します。
    • 効率測定
    • 温度測定

EVHF500-30-P-00A評価ボード 動作方法、評価方法

EVHF500-30-P-00A評価ボードの動作方法は安定化電源を入力して、電子負荷装置で負荷電流を変更して、パワーメータで入力電力と出力電力を確認して効率を測定します。サーモカメラを使用して基板の温度を測定します。

(効率評価方法)

  1. 安定化電源でACの90Vac,115Vac,141Vac,200Vac,230Vac,264Vacの電圧設定を行い、安定化電源から評価ボードに配線して安定化電源の出力スイッチを押します。
  2. 出力電圧12Vを確認しながら、電子負荷装置を使用して負荷電流を変更します。
  3. パワーメータで入力電力と出力電圧、出力電流を読み取りして効率を測定します。

(温度評価方法)

  1. 安定化電源でACの90Vac, 264Vacの電圧設定を行い、安定化電源から評価ボードに配線して安定化電源の出力スイッチを押します。
  2. 出力電圧12Vを確認しながら、電子負荷装置を使用して負荷電流2.5Aで20分間維持します。
  3. サーモカメラを使用して、温度を測定します。

EVHF500-30-P-00A評価ボード 測定基板写真

測定基板、装置の写真です。

効率測定の装置写真
温度測定の装置写真

EVHF500-30-P-00Aの結果①

EVHF500-30-P-00Aの効率データ

入力電圧を90Vac~264Vac、出力電流を0.25~2.5A変えた時の効率です。(室温23.4℃)

Iout 90Vac 115Vac 141Vac 200Vac 230Vac 264Vac
2.5 84.74 86.80 87.72 88.17 87.99 87.59
1.875 86.10 87.47 87.98 87.73 87.38 87.38
1.25 86.68 88.18 88.05 88.24 87.25 86.77
0.625 87.10 87.78 88.13 87.72 86.84 86.43
0.25 85.63 85.60 85.19 84.21 82.86 81.28

EVHF500-30-P-00Aの効率グラフ

EVHF500-30-P-00Aの出力電圧のレギュレーションのデータ

入力電圧を90Vac~264Vac、出力電流を0.25~2.5A変えた時の出力電圧のレギュレーションです。(室温23.4℃)

Iout 90Vac 115Vac 141Vac 200Vac 230Vac 264Vac
2.5 12.046 12.049 12.048 12.047 12.046 12.042
1.875 12.057 12.056 12.056 12.055 12.053 12.053
1.25 12.064 12.061 12.064 12.062 12.063 12.062
0.625 12.071 12.067 12.069 12.07 12.068 12.068
0.25 12.076 12.067 12.071 12.07 12.069 12.068

EVHF500-30-P-00Aの出力電圧のレギュレーションのグラフ

EVHF500-30-P-00Aの温度測定

EVHF500-30-P-00Aの結果②

EVHF500-30-P-00Aから超越電子様トランス(シールド無しタイプ)に変更 効率データ

入力電圧を90Vac~264Vac、出力電流を0.25~2.5A変えた時の効率です。(室温23.4℃)

Iout 90Vac 115Vac 141Vac 200Vac 230Vac 264Vac
2.5 84.28 86.40 87.23 87.67 87.47 87.01
1.875 85.58 86.98 87.45 87.15 86.84 86.70
1.25 86.26 87.62 87.45 87.70 86.63 85.97
0.625 86.53 87.25 87.52 87.23 86.14 85.54
0.25 84.92 84.90 84.24 83.48 82.37 81.04

EVHF500-30-P-00Aから超越電子様トランス(シールド無しタイプ)に変更 効率グラフ 

EVHF500-30-P-00Aから超越電子様トランス(シールド無しタイプ)に変更 出力電圧のレギュレーションのデータ

入力電圧を90Vac~264Vac、出力電流を0.25~2.5A変えた時の出力電圧のレギュレーションです。(室温23.4℃)

Iout 90Vac 115Vac 141Vac 200Vac 230Vac 264Vac
2.5 12.053 12.054 12.048 12.05 12.043 12.045
1.875 12.061 12.059 12.059 12.059 12.054 12.054
1.25 12.068 12.068 12.067 12.065 12.065 12.063
0.625 12.075 12.073 12.069 12.069 12.072 12.069
0.25 12.076 12.075 12.073 12.072 12.073 12.073

EVHF500-30-P-00Aから超越電子様トランス(シールド無しタイプ)に変更 出力電圧のレギュレーションのグラフ

EVHF500-30-P-00Aから超越電子様トランス(シールド無しタイプ)に変更 温度測定

まとめ

HF500-30評価ボードと当社取り扱い商材を載せたボードで効率測定、温度測定を行いました。 下記の表は測定結果のサマリになります

      測定内容      オリジナルボード    当社取り扱い商材置換ボード
   90Vac   264Vac    90Vac   264Vac
効率[%] 84.74 87.59 84.28 87.01
出力電圧レギュレーション[V] 12.046 12.042 12.053 12.045
IC 温度測定[℃] 83.1 85.7 84.4 86.4

2つのボードから効率は入力電圧90Vac、30W出力電力で84%以上、出力電圧のレギュレーションは12V+1%以下で一定に保つことが確認できました。
2つのボードを比較して商材に置き換えたボードの方では264VacのICの表面温度が0.7℃上昇することで、効率が0.58%と低下しているので、IC表面温度と効率の関係も確認できました。
今回はサーモカメラを使用して、IC、トランス、基板全体の温度も測定しました。入力電圧が90Vacでは入力コンデンサ部分の温度が上昇していることに対して264Vacの時には温度が上昇していないことも確認できて電流が流れているところで温度上昇することが確認できました。

担当エンジニアからの一言

トランスを超越電子様、ヒューズをLittelfuse, Inc.様からご提供いただき測定しました。評価ボードのトランスから低コストのシールド無しタイプのトランスを製作していただき、効率はオリジナルの評価ボードと比較しても1%以下、出力電圧のレギュレーションも比較して10mV以下を実現することを確認できました。

今回、トランスを超越電子様、ヒューズをLittelfuse, Inc.様から部品をご提供いただき感謝申し上げます。

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