初心者のための電源設計セミナー Part2: POL 電源編 詳細

1. POL 電源への要求仕様を考慮した設計方法
   POL 電源は年々、低電圧／大電流化しており、高速応答と高精度が求められていますが、負荷急変による出力電圧の変動や電源回路が発生するノイズ、熱が装置に与える影響も大きくなってきています。本セッションでは POL 電源に要求される電圧精度、過渡応答特性を実現するために必要な出力コンデンサの容量と特性、パスコンはどの程度必要なのか、起動シーケンス要求とソフトスタート機能で発生する問題点などの多くの要求事項を満足させる手法を純を追って説明します。
   
   
2. スイッチモード電源のノイズ低減
   多くのエンジニアはスイッチング電源を使用することにより発生する、ノイズの問題を体験しています。ここでは高周波ノイズがスイッチモード電源のどこでどのように生じるかについて説明します。また、回路の設計と基板デザインの段階でノイズを低減あるいは除去する為の部品の選択、ボードのレイアウト、クロックの同期、電源リップルの除去、フィルタ後処理などについても取り上げます。
   
   
3. DC/DC コンバータ IC のレイアウトデザイン
   スイッチ素子を内蔵し内部位相補償をもつ DC/DC コンバータ IC はその使いやすさにより人気となっています。ここではDC/DC コンバータの性能を最大限に引き出すための、外付け部品の選択と適切に回路をレイアウトする方法について説明します。レイアウトの良い例と悪い例をいくつか示し、どのようなレイアウトが回路に影響を与えるかを示します。また、リニア・レギュレータの熱対策用レイアウトについても検討します。
   
   
4. 電源用基板の熱設計
   発熱を伴う表面実装部品では基板を放熱器として利用しています。基板を放熱器として考える場合の熱設計を行う為に、熱拡散の３つの形態である伝導、対流、放射について説明します。また、熱抵抗を電気抵抗に置き換えて、熱設計を電気回路として考える方法と、モデル化された基板を電気回路シュミレータを利用して得た放熱シミュレーションン結果から、優れた放熱能力を持った基板の設計方法と必要な基板の大きさに対する考察を行います。