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注意 uPC1935は保守品です。

スイッチング・レギュレータ

目次

    
FAQ-ID = pw5-nnnn
0001: 用語
0002: 基礎:アクティブ・クランプ型回路の使用について
0012: 基礎:出力回路
0022: 基礎:入力電圧に対する出力電圧
0032: 基礎:uPC494の全損失算出方法
0003: 応用:デッド・タイム・コントロール入力端子に印加する電圧
0013: 応用:スタンバイ電流とオフ電流
0023: 応用:電源投入時のオーバシュート
0033: 応用:発振の確認方法
0004: トラブル・シューティング[製品共通]
0005: トラブル・シューティング[uPC494]
0006: トラブル・シューティング[uPC1100, 1150]
pw5
-0001
用語

出力電圧
出力端子に印加できる、最大の電圧です。三端子レギュレータの出力端子には、外部から電圧を印加できませんが、制御ICでは、0Vから定格値までの電圧を印加できます。


出力電流
内蔵の出力トランジスタに流すことができる電流です。


低電圧誤動作防止回路
電源電圧の立ち上がり時に、動作開始電圧に達するまで、ICの動作を停止させておく回路です。また、電源電圧が下がる場合にも、ある電圧で動作を停止させます。


スタンバイ電流
低電圧誤動作防止回路の機能によって、動作が停止している状態で、ICに流れる電流です。少ない方が好ましいです。


回路(動作)電流
動作状態で、ICに流れる電流です。少ない方が好ましいです。


スレッシュホールド電圧
内部で発生する三角波の、上限値と下限値のことです。スレッシュホールド電圧で、出力のデューティが0%か100%(uPC494では最大値)になります。


マスタ・スレーブ動作
あるスイッチング・レギュレータICが内蔵する発振器で、複数のスイッチング・レギュレータICを同期運転させることです。

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pw5
-0002
基礎:アクティブ・クランプ型回路の使用について
Q1
uPC1909のデータ・シート の冒頭に「アクティブ・クランプ型回路に使用する際は Vicor社の許諾が必要」と記載されています。
特許の番号などを教えてください。
A1
アクティブ・クランプの特許番号は「USP No.4,441,146」です。
なお、Vicor社では Reset Patent と呼んでいるようです。
詳細はVicor社のホームページをご参照ください。
また、特許使用に関する交渉は、 お客様と Vicor社との間で直接交渉される事項となっておりますので弊社では交渉に関与いたしておりません。
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pw5
-0012
基礎:出力回路
Q1
スイッチング・レギュレータの出力回路は、どのようになっているのですか?
A1
次のようなタイプがあります。
  • トーテムポール
  • オープン・コレクタ/オープン・ドレイン
  • プッシュプル
(1)トーテムポール
スイッチング電源のメイン・スイッチング素子には、パワーMOS FETを使用することが一般的です。パワーMOS FETを高速に駆動するには、パワーMOS FETのゲート容量を急速に充放電する必要があります。
トーテムポール回路は、この充放電を急速にできるだけの、大きなピーク電流を供給できるプリドライバ回路です。
トーテムポール回路を制御ICに内蔵することで、シンプルなスイッチング電源回路になります。

トーテムポール駆動回路



(2)オープン・コレクタ/オープン・ドレイン
メイン・スイッチング素子の特性に応じて、最適な駆動回路を設計できるメリットがあります。

オープン・コレクタと外付け駆動回路



(3)プッシュプル
プッシュプル方式とは、スイッチング電源の回路方式の名称です。メイン・スイッチング素子を2つ使用して、スイッチング・トランスを交互に駆動します。トランスの利用率が上がるので、大きな出力のスイッチング電源に適する方式です。

プッシュプル方式のスイッチング電源では、2つのトランジスタが同時にオンしないように、デッド・タイムを設けます。uPC494では、このデッド・タイムの設定が容易です。

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pw5
-0022
基礎:入力電圧に対する出力電圧
Q1
正電圧から負電圧が得られますか?
A1
はい、できます。
回路構成によっては、次のような出力ができます。
  • 入力電圧より低い出力電圧(降圧)
  • 入力電圧より高い出力電圧(昇圧)
  • 入力電圧と逆極性の出力電圧(反転)
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pw5
-0032
基礎:uPC494の全損失算出方法
Q1
uPC494の全損失算出方法を教えて下さい
A1
uPC494の動作時の消費電力は、Vcc端子の電圧と流入する電流を観測し損失を計算して下さい。
出力段はオ−プンコレクタですので、更に出力電圧と出力電流による損失も同じく波形観測により計算し、前述の損失値に加算することで全損失とします。


(2006/05)

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(2006/05)

pw5
-0003
応用:デッド・タイム・コントロール入力端子に印加する電圧
Q1
uPC494 はデッド・タイム・コントロール入力(4番ピン)をハイにすれば、出力を遮断できますか?
A1
はい、できます。
この端子に約 3.3V以上(VREF以下)の電圧を与えれば、出力段トランジスタがオフとなります。
uPC494のデット・タイム・コンパレータには、約0.1V のオフセット電圧が与えられています。
ただし、タイミング・コンデンサの容量が増加すると、 デッド・タイム・デューティが減少して 0% になる可能性があります。
そのため、プッシュプル・モードでご使用の際は注意が必要です。

詳細は、 アプリケーション・ノート の「4.5 発振周波数 − PWMコンパレータのスレッシュホールド電圧(デッド・タイム・コントロール)」 をご参照ください。
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Q2
uPC1100 のタイマ・ラッチ電圧が 2.25V を超えると作動するようですが、 三角波の電圧が 1.45〜2.05V のため、 2.25Vでは出力が ON状態(直流)となってしまいMOS等ドライブ用の素子を破損してしまうのではないかと思われます。
そこで、出力短絡状態であっも、あるデューティ比で出力をしたいのですが、どのようにしたらよいでしょうか?
A2
ご心配のとおり、直流状態にならないよう設定する必要があります。
この設定には、デッド・タイム・コントロールを用います。
デッド・タイム・コントロール端子の電圧を三角波の山 (2.05V)より低い電圧に設定すれば、 直流状態を避けることができます。
ユーザーズ・マニュアル の「 5.ブロック図および動作波形」の「図3 動作波形」を参考に、 DCにならないようデッド・タイム・コントロール端子(6, 11番ピン)の電圧を調整してください。
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pw5
-0013
応用:スタンバイ電流とオフ電流
Q1
uPC1099の『スタンバイ電流』と『オフ電流』の違いを教えてください。
A1
スタンバイ電流: 電源電圧が 8V以下に低下すると出力を遮断します。 この状態での電源電流をスタンバイ電流と呼びます。
オフ電流: 通常動作している時に、ON/OFF端子からオフにした時の電源電流をオフ電流と呼びます。
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pw5
-0023
応用:電源投入時のオーバシュート
Q1
uPC1100の出力が、電源投入時にオーバシュートします。
A1
一般にはソフト・スタート(6番ピンにコンデンサを付加)機能の利用をお勧め致しております。
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pw5
-0033
応用:発振の確認方法
Q1
uPC1935 が発振しているかどうか確かめる方法を教えてください。
A1
残念ながら発振しているかどうかを確認する方法はございません。
もし、出力波形が出ないということでしたら、タイマ・ラッチ回路がノイズなどで動作してしまい、 出力を遮断している事が考えられます。 そこで、DLY端子を GND に短絡してタイマ・ラッチが働かないようにしてご確認ください。
なお、この状態では出力の短絡保護が働きませんので実験の際には出力の短絡にご注意ください。
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pw5
-0004
トラブル・シューティング[製品共通]
Q1
ドキュメントの記述どおりに回路設計をしても、動作しない。
A1
次の事項をご確認ください。
  • 誤配線はありませんか。
  • GNDの引き回しは、誤動作の原因となります。信号系とパワー系のGNDを分離して、それぞれ1点接地にしてください。
  • VREF(REFERENCE、REF)端子とGND端子の間に、コンデンサが接続されていますか。コンデンサは、フィルムかタンタル、セラミックなどのタイプをご使用ください。
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pw5
-0005
トラブル・シューティング[uPC494]
Q1
プッシュプル動作で、パルスが連続して出ることがあります。
A1
GND端子にノイズが混入して、誤動作している可能性があります。
グランド配線を見直してください。また、Ref Out端子(14ピン)とGND端子(7ピン)の間に、コンデンサが接続されていますか。コンデンサは、フィルムかタンタル、セラミックなどのタイプをご使用ください。
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pw5
-0006
トラブル・シューティング[uPC1100, 1150]
Q1
動作する場合と、しない場合があります。
A1
タイマ・ラッチ回路が、誤動作している可能性があります。次の事項をご確認ください。
  • 誤配線はありませんか。
  • GNDの引き回しは、誤動作の原因となります。信号系とパワー系のGNDを分離して、それぞれ1点接地にしてください。
  • REF OUT端子(16ピン)とGND端子(8ピン)の間に、コンデンサが接続されていますか。コンデンサは、フィルムかタンタル、セラミックなどのタイプをご使用ください。
  • DLY端子(15ピン)に接続するディレイ用コンデンサCDLYのGND側は、GND端子(8ピン)に極力近づけて接地してください。
  • ON/OFFコントロール端子(4ピン)を使用している場合、この入力の立ち上がりを0.07V/usec.以下にしてください。
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Q2
uPC1100で1つの出力が短絡すると、その出力しか遮断しません(両出力の遮断にならない)。
A2
タイマ・ラッチ回路が、誤動作している可能性があります。上記A1に記載の事項をご確認ください。
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