検証方法と出典
最終更新:2026年11月1日
このページを置く理由
計算ツールは、結果をどこまで信用してよいかが分かって初めて役に立ちます。このページでは、ツールごとに数値を確かめるために実際に行ったこと、各手法が従う出典、そして確認がどこで止まっているかを記します。予定ではなく、サイトのソースコードにあるテストスクリプトとページ本文に基づいて書いています。
以下には3種類の確認が出てきます。自動テストはビルドの一部で、コードを変更するたびに実行されます。1回確認は、ページを書いたときや修正したときに一度行い、結果をツールページに記載したものですが、まだ自動では繰り返されません。未検証は確認していない部分です。
自動テスト
結果を計算するコードは画面の構成と分かれているため、ブラウザの外でも実行できます。7本のテストスクリプト(npm test)がこれらの関数に固定の入力を与え、出力を手計算、閉形式解、数値スイープ、別の時間ステップシミュレーションなど独立した値と比較します。比較が一つでも外れるとビルドが失敗し、公開されません。
許容誤差はスクリプトに書かれています。閉形式の恒等式はほとんどが 0.1 % 以下、シミュレーションとの比較は 0.1〜0.2 %、アプリケーションノートから読んだ値はノートに印刷された桁まで比較します。
独立したシミュレーション
閉形式の式がある場合は、その式を使わないシミュレーションと比較します。DAB の式は、インダクタ電流を区間ごとの直線として厳密に計算する評価器、およびそれとは別の時間ステップシミュレーションと比較します。DC リンクコンデンサのガイドでは、Kolar と Round の RMS 式を三相インバータの理想スイッチングシミュレーション(正弦波–三角波 PWM と空間ベクトル PWM)と比較します。LC フィルタでは Erickson の最適ダンピングを出力インピーダンスの数値スイープと比較します。
参考設計例の再現
設計例を含むアプリケーションノートに従うツールは、既定値をその設計例にして結果をノートと比較しました。フライバックは TI U-165(SLUA086)、PFC 制御ループは Unitrode U-134(TI SLUA144)、RC スナバは TI SLVA255 です。数値と、ノートと異なる点およびその理由は各ツールページに記載しています。
計算ツールごとのまとめ
計算ツールごとに、何を確認したか、ページが従う出典、検証していない部分を記しました。出典はツールページから転記しています。
降圧 / 昇圧 / 昇降圧 電力段
確認方法
- まだ自動テストはありません。ページの計算例は計算ツールと同じコードが出した値で、リポジトリ内で独立した計算による確認はしていません。
出典
特定の一つの出典には従わず、教科書の標準的な関係式を使います。式はツールページにあります。
未検証
- 回路シミュレーションや実機の測定とは比較していません。
- スイッチとダイオードの電圧降下以外の損失はモデルに含みません。
LLC 共振コンバータ計算ツール:共振タンク設計とゲイン曲線
確認方法
- 自動:設計探索で得たピークゲイン K_max を、Q 0.05〜0.8、m 2〜25 の範囲で FHA ゲイン曲線を細かくスイープした値と比較します。最大差は 0.1 % 未満です。
- 自動:m = 15 の上限表示と ZVS 確認(励磁ピーク電流 n·V_o/(4·f_s·L_m)、必要電荷 2·C_oss·V_in)を式と比較します。
出典
- ST AN2644, "An introduction to LLC resonant half-bridge converter" (CD00174208).
- Infineon, "Resonant LLC Converter: Operation and Design," application note, 2012.
未検証
- 一次高調波近似(FHA)を使っています。共振点より下と軽負荷での誤差は回路シミュレーションで測っていません。
- 2026年10月の見直しでは2つのアプリケーションノートを一行ずつ読み直してはおらず、手順の内部整合性だけを確認しました。
DAB コンバータ設計
確認方法
- 自動:SPS と DPS の閉形式を、インダクタ電流を区間ごとの直線として計算する厳密な時間領域評価器と比較します。M ≠ 1 を含む格子全体で差は 1e-9 未満です。
- 自動:任意の動作点で、評価器の電力、RMS 電流、ピーク電流が別の時間ステップシミュレーションと 0.1 % 以内で一致します。
- 自動:SPS の転流電流と ZVS 境界を Rodríguez ら(2015)の式 22、23、26、27 と比較し、対称性 P(φ) = −P(−φ)、φ に対する電力の単調性、ソルバ(二分法、DPS・TPS 最適化)を確認します。
出典
- R. W. De Doncker, D. M. Divan, M. H. Kheraluwala, IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 27, no. 1, 1991.
- H. Bai, C. Mi, IEEE Trans. Power Electron., vol. 23, no. 6, 2008.
- B. Zhao, Q. Song, W. Liu, IEEE Trans. Power Electron., vol. 27, no. 9, 2012.
- B. Zhao, Q. Song, W. Liu, Y. Sun, IEEE Trans. Power Electron., vol. 29, no. 8, 2014.
- J. Huang, Y. Wang, Z. Li, W. Lei, IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 63, no. 7, 2016.
- F. Krismer, J. W. Kolar, IEEE Trans. Power Electron., vol. 27, no. 1, 2012.
未検証
- DPS・TPS の最適点は格子上で数値的に求めています。引用した TPS 論文の閉形式解ではなく、論文の曲線とも比較していません。
- Bai と Mi(2008)の DPS 式は D2 ≤ D1 でここで使う式と2倍異なります。Zhao ら(2012)の本文を読んでどちらかを確かめてはいません。
- 理想スイッチ、無損失インダクタ、励磁電流なしを仮定しています。デッドタイムと ZVS 遷移そのものはシミュレーションしていません。
CCM 昇圧 PFC 設計
確認方法
- まだ自動テストはありません。ページの計算例(269 µH、インダクタピーク 19.02 A、リプル基準で 398 µF)は計算ツール自身のコードが出した値で、リポジトリ内で独立した計算による確認はしていません。
出典
特定の一つの出典には従わず、教科書の標準的な関係式を使います。式はツールページにあります。
未検証
- ページに記したとおり、DC バイアスによるインダクタンス低下、RMS 電流の高周波リプル、制御 IC の動作は含みません。
- スイッチングシミュレーションとは比較していません。
フライバックコンバータ設計
確認方法
- 1回確認:TI U-165(SLUA086)の入力を与えると、D = 48.3 %、ピーク 5.16 A、2.74 A rms、83 µH(ノートは 80 µH に丸め)、ダイオード逆電圧 19.4 V、二次側ピーク 25.8 A となり、ノートと一致します。
- 自動:npm test が U-165 の結果を出力し、既定の設計で I_s,rms² − I_ripple² = I_out² を確認します。
出典
- TI application note U-165 (SLUA086).
未検証
- U-165 の数値は出力するだけで、まだテストで判定していません。値が変わっても出力を読まないと気付きません。
- クランプと漏れインダクタンスのエネルギーはシミュレーションと比較していません。
LLC プラント + PI 制御器 ボード線図
確認方法
- 自動:LLC 電圧ループ実験のテストが、このツールと同じプラント・PI・遅延の構成をテスト内で別に書き、位相余裕とゲイン余裕を計算し直します。両者が一致しなければ失敗します。
出典
特定の一つの出典には従わず、教科書の標準的な関係式を使います。式はツールページにあります。
未検証
- プラントは FHA に基づいています。共振点付近と下では FHA が捉えない極があり、拡張記述関数モデルや測定とは比較していません。
PFC 電流ループと電圧ループ
確認方法
- 1回確認:既定値は Unitrode U-134 の 250 W 設計例です。ノートの式を再現し、アンプゲイン 5.2、f_ci 15.9 kHz(R_cz を丸めると 15.7 kHz)、C_cz ≈ 507 pF、V_o,pk = 1.84 V、G_va = 0.0326、f_vi = 19.1 Hz を得ます。
- ノートが最終的に選んだ部品でループ全体を計算すると 17.5 kHz・46.7° と 14.9 Hz・52.5° になります。ノートの式が漸近近似であるためで、ページで説明しています。
出典
- P. C. Todd, Unitrode application note U-134 (TI SLUA144), UC3854 power factor correction design.
未検証
- U-134 との比較はまだ npm test に入っていません。
- フィードフォワードのリプル、ゼロクロス付近の歪み、乗算器の誤差はモデルに含みません。
降圧/昇圧 Type II / Type III 補償器
確認方法
- 1回確認:Type II・Type III の部品値は Venable の k ファクタで決め、クロスオーバーと余裕は k ファクタ近似ではなく完全な伝達関数からボード線図上で計算して表示します。まだ自動テストはありません。
出典
- H. D. Venable の k ファクタ法(ページでは名前のみで、特定の論文は引用していません)。
未検証
- 自動テストがなく、公開された設計例とも比較していません。
- 平均化 CCM モデルのみで、サンプリングの影響とスイッチ抵抗は含みません。
PID 制御器コード生成
確認方法
- 自動:すべてのコードスタイル(C、ISR 直接アクセス型、C2000 CLA、C++、Arduino)を、PI と PID、誤差の微分と測定値の微分、微分フィルタの有無、アンチワインドアップとフィードフォワードの有無の組み合わせで生成し、C/C++ コンパイラで構文チェックします。Python の出力は NumPy で実行します。212 件の確認が通ります。
出典
特定の一つの出典には従わず、教科書の標準的な関係式を使います。式はツールページにあります。
未検証
- コンパイルが通ることはコードが有効であることを示すだけで、特定のマイコンで正しく動くことは示しません。生成コードを実機で動かしてはいません。
PI 離散化計算機(Tustin・オイラー・ZOH)
確認方法
- 自動:Tustin、プリワープ付き Tustin、後退・前進オイラーの係数と、クロスオーバーでの位相誤差を固定値と比較します。
- 1回確認:ツール作成時に同じ係数を SciPy の cont2discrete の結果と比較しました。
出典
- G. F. Franklin, J. D. Powell, M. L. Workman, "Digital Control of Dynamic Systems," 3rd ed., Addison-Wesley, 1998.
未検証
- SciPy との比較スクリプトはサイトのリポジトリの外にあり、npm test では実行されません。
突入電流制限 計算ツール:プリチャージ抵抗・NTC の選定
確認方法
- 自動:三相の例で抵抗1本あたりのエネルギー(105.9 J)とピーク電力 I_max²·R を、2抵抗構成でピーク電流 I_max/2 とピーク電力 (I_max/2)²·R を確認します。後者は2026年10月に修正した誤りの回帰テストです。
出典
特定の一つの出典には従わず、教科書の標準的な関係式を使います。式はツールページにあります。
未検証
- NTC モードには自動テストがありません。
- ページに記したとおり、シミュレーションは線路と配線のインピーダンスを無視しています。
デッドタイム計算ツール:MOSFET・IGBT ハーフブリッジ
確認方法
- 自動:ゲート電荷法を式と比較します。ミラー期間 R·Q_gd/V_gp と R·Q_gd/(V_drv − V_gp)、例の RC 遅延 R·C·ln(12/5) と R·C·ln(12/9)、V_drv ≤ V_gp のとき結果を出さないこと。
出典
- onsemi AN-1090 (plateau gate current = (V_drv − V_gp)/R_g).
- Vishay AN608A, "Power MOSFET Basics: Understanding Gate Charge and Using it to Assess Switching Performance."
未検証
- データシートタブとタイマレジスタタブには自動テストがありません。
- ダブルパルス試験や実測とは比較していません。ページでも実測による確認を勧めています。
RC スナバ計算機
確認方法
- 1回確認:TI SLVA255 の例(217 MHz のリンギングが 300 pF の追加で約半分)を入れると 100 pF、5.38 nH、7.33 Ω となり、ノートの 100 pF、5.4 nH、7.3 Ω と一致します。
- 1回確認:リングダウンのシミュレーションで R_s = Z0、C_s ≫ C_p のときオーバーシュートは 16.4 %、ζ = 0.5 の期待値は 16.3 % です。
出典
- Texas Instruments application note SLVA255 (RC snubber for switch-node ringing).
未検証
- どちらの確認もまだ npm test に入っていません。
RC・RL・LC フィルタ計算ツール:カットオフ周波数、ステップ応答、設計
確認方法
- 自動:Erickson の最適ダンピング抵抗と予測される出力インピーダンスのピークを、n = 1、2、4、8 で |Z_o| の数値スイープと比較します(0.001 % 以内)。ESR・DCR を含むピーク、R_d を半分・2倍にしたときのピークも確認します。
出典
- R. W. Erickson, D. Maksimović, "Fundamentals of Power Electronics," 2nd ed., Section 10.4.
未検証
- RC、Sallen-Key、コード生成の部分には自動テストがありません。
MOSFET損失計算機(導通・スイッチング・ボディダイオード)
確認方法
- 自動:ページの例(48 V → 12 V、10 A、200 kHz)を手計算と比較します。Q_gs2、4つのスイッチング区間、ターンオン・ターンオフのエネルギー、C_oss、Q_rr、ゲート損失、そして反復計算した接合温度を閉形式解と比較します。
出典
- D. Graovac, M. Pürschel, A. Kiep, "MOSFET Power Losses Calculation Using the Data-Sheet Parameters," Infineon, Application Note V1.1, 2006.
未検証
- テストはコードが式に従っているかを確認するだけで、式を実測損失とは比較していません。ページでは現実的な誤差を ±50 % としています。
- 手法は Infineon のノートに従っていますが、ノート全文を項目ごとに実装と照合してはいません。
ヒートシンク・熱抵抗計算機
確認方法
- 1回確認(スクリプト、ページに説明あり):長時間での Foster の和が ΣR_i に等しく、単一パルスの上昇 P·Z_th(t_p) が RC 回路網の RK4 積分と6桁一致し、厳密な周期ピークが120周期の時間ステップ計算と一致します。
出典
- Infineon application note AN2008-03 (thermal equivalent circuits, Foster and Cauer networks).
未検証
- 確認スクリプトはサイトのリポジトリになく、npm test では実行されません。
コンデンサのリップル電流・寿命計算機
確認方法
- まだ自動テストはありません。計算例(PFC 計算ツールの既定設計の出力コンデンサ)は計算ツール自身のコードが出した値で、リポジトリ内で独立した計算による確認はしていません。
出典
- 日本ケミコンのラジアル・チップ形アルミ電解コンデンサの寿命式。
- 放熱定数についての Rubycon の近似。
- フィルムコンデンサのホットスポットについての KEMET と EPCOS(TDK)の資料。
未検証
- 既定値は例示用の値で、実在するシリーズのデータではありません。
- ページに記したとおり、基板自立形・ねじ端子形の式は実装していません。
ガイドとビジュアル実験
DC リンクコンデンサのガイドでは、コンデンサの RMS 電流に Kolar と Round の式を使っています。npm test は M = 0.5、0.8、1、φ = 0°、30°、60° で、正弦波–三角波 PWM と空間ベクトル PWM の理想スイッチングシミュレーションとこの式を比較し、ガイドの例(29.66 A rms、DC 38.18 A、100 µF で平均リプル 9.29 V)を確認します。
バック・LLC・PMSM の制御実験と LLC 同期整流タイミングの図には、それぞれ自己テストがあります。外乱がないときに動作点にとどまること、厳密な離散ループで求めたプリセットの位相余裕、トルクと電流の関係、寄生成分がないとき整流電流がちょうど 0 で切れることなどを確認します。これらはモデルがページの説明どおりに動くかを確かめるもので、特定の製品と一致するかは確かめていません。
サイト全体で検証していない部分
- このサイトの確認では、どの計算ツールも実際の試作機の測定とは比較していません。
- 引用した資料の一部は全文を読んでいません:Kolar と Round(2006)、Zhao・Song・Liu(2012)の本文、Graovac らのノート全文。そこから取った式は上記のシミュレーションや手計算で確認しており、原文とは照合していません。
- 中国語と日本語のページは AI の助けを借りて翻訳しており、その言語を母語とするエンジニアのレビューは受けていません。
- 上で「1回確認」と記したツールは、コードが変わると結果が変わる可能性があります。その確認を npm test に移すまでは自動では検出されません。
誤りの報告
結果がおかしいと思ったら、使った入力値と予想した値を送ってください。確認できた誤りは修正し、ツールページに修正日を記します。 お問い合わせページ