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よくある質問

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ケース端子にはどのような機能があるのか?

ケース端子は、金属ケースまたはベースプレートに電気的に接続しています。高いEMC性能が必要なアプリケーションでは、ケースをGNDまたはVin+に接続することでEMCを向上させることが可能です。使用しない場合は解放にしてください。

センス端子にはどのような機能があるのか?

センス端子(Sense+およびSense-)は、負荷に安定した出力電圧を供給するためにDC/DCコンバータが利用するものです。また、直接出力端子の電圧を測定しているわけではありません。コンバータは、高電流を供給するVout+とVout-、そして帰還のための低電流接続であるSense+およびSense-の4つの接続を利用します。

接続による電圧降下を補償するためにトリム機能で出力電圧を上げるシンプルな方法に対して、センス端子を利用する方法のメリットは、センス端子は負荷における電圧を低電流および高電流時の両方において安定化することで、軽負荷時に負荷での電圧が高くなり過ぎるのを防ぐことができます。

また、センス端子は、2つ以上のDC/DCコンバータを並列に接続し出力電力を増加させる、負荷分担制御にも利用することができます。

スイッチングレギュレータの出力電圧を、GND端子に抵抗を挿入することで上げることはできるか?

できません。スイッチングレギュレータの動作はリニアレギュレータとは異なるので、そのような方法は使えません。スイッチングレギュレータが正しく動作するには、良好なGND接続が必須です。

出力電圧のトリムを、抵抗ではなく外部電圧や電流で行うことは可能か?

理論的には可能ですが、直線性がほとんどないのでお勧めしません。

トリム端子にはどんな機能があるのか?

トリム端子があれば、制限範囲(通常±10%または-20%/+10%)で安定化出力電圧値の加減ができます。スイッチングレギュレータの中には、Vadj.端子をもつタイプがあり、より広い範囲(最大±50%)の出力電圧調整が可能です。

トリム(Vadj.)端子とVout+端子間に抵抗を接続すると、出力電圧を下げることができます。また、Vout-またはGND端子に接続すると、出力電圧を上げることができます。

通常、トリム機能はケーブルやPCB配線が長い場合の電圧降下を出力電圧を上げることで補償する、または出力電圧を下げることで、最悪負荷条件での過電圧ストレスを避けるために利用します。また、トリム機能はバッテリの種類に電圧を合わせるのにも有用です。12V鉛蓄電池の場合には、12Vのコンバータを13.2V(+10%)に上げてトリクル充電を行うことができます。リチウムポリマーバッテリでは、5Vのコンバータの出力を4.6V(-8%)に下げて安全に充電することができます。

最大コントロール端子電圧とは何か?

コントロール端子の最大許容電圧は、コンバータのシリーズ間で異なります。ほとんどのDC/DCコンバータは最大5Vで、中には12V以上のコンバータもあります。詳細はデータシートを参照してください。データシートで許可が明示されていない限り、使用しないコントロール端子を+Vinに接続しないでください。

マルチレベルコントロール端子機能とは何か?

RECOMのコンバータの中には、例えばR-78AAシリーズのように、コントロール端子の機能が2つの電圧レベルよって異なるコンバータがあります。コントロール端子の電圧を2.6V以下にした場合メインのパワー段はオフしますが、内部の発振器と電圧レギュレータは動作を維持します。これは、待機状態からフルパワー動作への再起動を非常に高速にします。コントロール端子電圧を1.6V以下にすると超低消費モードに入ります。発振器はオフし、入力電流はわずか20µAしか流しません。起動は待機時からの起動より遅くなります。

コントロール端子電流と、静止電流または待機時電流、またシャットダウン時電流の違いは何か?

静止電流または待機時電流は、コンバータはアクティブで出力電圧を出力していますが出力電流はゼロ、つまり無負荷状態で電源からコンバータに流れる電流です。シャットダウン時電流は、コントロール端子によりコンバータがディスエーブルされた状態で、電源からコンバータに流れる電流です。コントロール端子電流は、コンバータをディスエーブル状態に維持するためにコントロール端子に流れる電流です。

コントロール端子のヒステリシスとは何か?

コントロール端子の電圧が上昇するとき、切り替わり点(スレッショルド/しきい値)は、電圧が降下する場合より低い電圧になります。電圧上昇時と電圧降下時のトリガーポイントの差がヒステリシスです。例えば、コントロールのロジックが負論理のコンバータは、コントロール端子が1V以下になるとオンしますが、起動後は3Vを超えるとオフします。この2Vの差がヒステリシスで、コントロール端子の入力電圧がゆっくりとした立ち上がり/立ち下がりの場合に、オン/オフの誤動作を防止します。

コントロール端子の正論理/負論理とは何か?

負論理の場合は、コンバータをロジック0(L)でイネーブルし、ロジック1(H)でディスエーブルします。端子が未接続の場合はロジック0となり、コンバータは電源投入と同時に起動を開始します。

正論理の場合は、コンバータをロジック0(L)でディスエーブルし、ロジック1(H)で、イネーブルします。端子が未接続の場合はロジック0となり、コンバータは電源を投入しても起動せず、起動にはロジック1の入力が必要です。安全重視のシステムの多くは、この機能は重要です。

CTRL端子の機能は?

リモートオン/オフ、またはコントロール端子は、一般に以下の理由で使われます。

  1. 低電力信号で高電力コンバータをコントロールする。コントロール端子の入力電力は通常数ミリワットだが、それによって百ワット以上のコンバータをイネーブルまたはディスエーブルすることができる。これは、外付けアンプや大きなリレーを必要とせず、MCUやロジックICなどの低電力出力で、システムをコントロールできることを意味する。

  2. 複数のコンバータによるシステムを正しいシーケンスで起動/停止させる。安全のために、指定の順序で多数の電源を起動/停止させる必要がある。例えば、コンピュータベースのコントローラでは、マイクロプロセッサは周辺デバイスが起動する前に起動し動作している必要がある。他には、1つの電源が他の電源に給電する場合がある。1段目の電源は、2段目がオンする前に出力を安定にしなければならないといった例がある。

  3. 省エネルギーのため。コントロール端子により、待機モードの間、主要なウォッチドッグ回路をアクティブのまま、他の回路部品の電源を完全にオフすることができる。すべてのDC/DCコンバータは無負荷時でもある程度の電力を消費しているので、これは特にバッテリ駆動回路では重要である。

  4. 突入電流を低減する。複数のサブシステムをもつシステムの場合、サブシステムを順次起動させ、スイッチオン時にメインヒューズが飛ぶ原因になる、1段目の電源の過負荷を避ける。

デュアル出力コンバータで、負荷が不均衡な場合に問題はあるか?

非安定化コンバータの中には、1つの出力端子から他のすべて出力、またはいくつかの出力が電力を分け合っているタイプがあります。

安定化デュアル出力コンバータは、Vout+とVout-間の差を安定化しているので、コモン端子は浮動です。つまり、±15V出力で負荷が非対称、例えば+80%/-20%だとすれば、出力電圧差は30Vですがコモン端子は浮動なので、出力電圧は+13V/-17Vになります。不均衡な負荷で均衡な出力が必要な場合には、出力安定化のためにポストレギュレーションを行う方法があります。

DC/DCコンバータの出力には、どのようなオプションがあるのか?

主な出力オプション

  1. シングル出力、Vout+/Vout-端子付き。もっとも一般的なオプション。

  2. デュアル(±)電源、Vout+/Vout-端子付き。例:±15V。例えば、オペアンプ用の±電源をシングル入力電圧電源から生成するのに有用。

  3. 非対称デュアル出力、Vout+、Com、Vout-端子付き。例:+18V、-9V。非対称電源を使うIGBTドライバアプリケーションに有用。

  4. 個別デュアル出力、入力、および相互に絶縁されたVout1+/Vout1-端子、Vout+2/Vout-2端子付き。

  5. トリプル出力、メインのVout+とAux+、Com、Aux-端子付き。例:+5Vおよび±12V。1つの高電流電源と周辺デバイスへの補助電源が必要なアプリケーションに有用。

入力電圧が出力電圧に対して正または負であることは問題になるのか?

絶縁型DC/DCコンバータは、入出力間に電気的接続はありません。したがって、Vin+を正電源、Vin-をGNDに接続しても、または、Vin+をGND、Vin-を負電源に接続しても問題はありません。これは、これはテレコム分野では有用で、例えば-48Vの標準電圧から+5Vを生成することができます(Vin+ = GND、Vin- = -48V、Vout+ = 5V、Vout- = GND)。

これは、非絶縁型スイッチングレギュレータにはできません。しかし、R-78シリーズに関しては、正電圧から負電圧を生成するように構成することができます(アプリケーションノート参照)

Vin+とVin-を逆に接続した場合はどうなるのか?

DC/DCコンバータには、逆接続保護はありません。逆に接続した場合は、致命的な損傷が生じる可能性があります。逆接続される可能性があるのであれば、保護のためにダイオードを用いる必要があります(アプリケーションノート参照)。

DC/DCコンバータの1:1、2:1、4:1というのはどのような違いなのか?

入力電圧範囲の比を表しています。24V入力で1:1入力範囲のDC/DCコンバータの入力範囲は、24V±10%(21.6V~26.4V)になります。2:1のものは18V~36V入力、4:1のものは9V~36V入力になります。

絶縁型DC/DCコンバータには、どのような端子機能があるのか?

DC/DCコンバータには以下の端子があります。

  1. 電源端子:Vin+およびVin-
  2. 出力端子:Vout+およびVout-(±出力の場合はコモンピンあり)
  3. リモートオン/オフ、イネーブル、コントロール端子
  4. トリム端子
  5. センス端子
  6. ケース端子
絶縁型DC/DCコンバータの機能は?

絶縁型DC/DCコンバータは入力のDC電圧を、トランスを経由することで入力から電気的に絶縁された同じDC電圧出力、または異なるDC出力電圧に変換します。

  1. 入力に負荷を整合させる。例えば、負荷によって入力電圧を昇圧または降圧変換する。一般的な変換として、24VDCを絶縁された5V出力に、または、5Vから±15Vを生成する。

  2. 電源の安定化。バッテリ駆動機器の入力は変動するが、多くの回路は安定した電源を必要とする。例えば、一般的な12Vから12VへのDC/DCコンバータは、9V~18Vの入力電圧から安定した12V出力を提供する。

  3. 電源を絶縁する。絶縁型DC/DCコンバータは、使用者を電源の故障から保護する安全目的で使われる(例:医療機器)。または、グランドループを断ちノイズや干渉を低減するために使用する(例:モータ制御回路では、ノイズの多いDC電源から低ノイズで安定した出力を供給)。複数出力のアプリケーションでは、個別のDC/DCコンバータを使ってそれぞれのチャネルを絶縁する。これによって、もし1個が故障や短絡を起こしても、残りのチャネルに影響が及ばない。

  4. 電源がシンプルにする。多くの異なる電圧が必要なアプリケーションでは、1つの主電源からローカル電圧を生成するpoint-of-load DC/DCコンバータを使うことで、システムはシンプルになり信頼性も向上する。

非絶縁型DC/DCコンバータの機能は?

非絶縁型またはスイッチングレギュレータは、高い効率でDC入力電圧を降圧(昇圧)した出力電圧に変換します。スイッチングレギュレータは、リニアレギュレータに対して以下の優位性をもっています。

  1. トランスを使う必要がなく、入力と出力のGNDは共通。効率は97%以上で、リニアレギュレータ(例:通常24Vから5Vへの降圧の場合の効率は20%)に比べ非常に高い。

  2. スイッチングレギュレータは内部のオン/オフのデューティサイクルを、負荷や入力電圧の変動に対応するために変化させる。これにより、スイッチングレギュレータは、広い入力範囲(7:1)と負荷範囲(100:1)で効率よく動作する。

  3. スイッチングレギュレータは電力変換器である。したがって、負荷が一定なら、入力電圧を上昇させると入力電流は減少する。