電源: テレコム DC/DC モジュール: アナログ

テレコム DC/DC モジュールのブロック図(SBD)。TI のアナログ・コントローラ、高性能ドライバとトランシーバを使用。

設計上の考慮事項

現在のテレコム DC/DC 電源の開発者が取り組んでいる課題には、高効率、高度な統合(現行サイズの小型化)、システム・コストを低減、開発のしやすさの実現などがあります。こうしたニーズに対応するため、一般的に、アクティブ・クランプ・フォワード、ハーフ・ブリッジ、フルブリッジなどの電源トポロジを設計に採用する必要があります。テレコム DC/DC 電源では、-48V を中間電圧に変換します。通常は、特定のトポロジを対象にした PWM コントローラ 1 つと MOSFET ドライバを用いて設計が行われます。一部の PWM コントローラは、MOSFET ドライバを内蔵している場合があります。

通常、テレコム DC/DC 市場では、ブリック・サイズ(フル、1/2、1/4、1/8、1/16)で記載されます。1/8 および 1/16 ブリックの登場により、ハーフ・ブリッジ・コンバータに対する新たな需要が出現しました。これらのパッケージの電力レベルは、ハーフ・ブリッジ・トポロジよりも優れた電力レベルを発揮できるように調整されているためです。サイズの小型化や電力密度の向上だけでなく、システム・レベルで必要とされる DC/DC コンバータの機能も増えています。このような機能には、プリバイアス起動、トラッキング、制御起動および制御シャットダウン機能などがあります。TI の PWM コントローラは、上記の各機能の制御に必要な全てを提供しています。

電源の中央にコントローラが配置され、1 次側または 2 次側、いずれのグランドも基準として使用できます。どちらの構成も、最初にコントローラ用のバイアス電力を起動回路から供給する方式を使用できます。定常状態動作に達すると、トランスの補助巻線によって効率良く電圧が変換されるようになります。2 次側コントローラでは、電源投入時に 1 次側(異なるグラウンド)からバイアス電力を供給する必要のある点が問題となります。この問題は、個別に絶縁されたバイアス電圧コンバータを使用して、コントローラに必要な電流を供給することによって克服できます。この個別の電源によって、あらゆる条件の下で正常な起動が保証されます。

1 次側と 2 次側のコントローラは、どちらも利点と欠点があります。1 次側の制御では、絶縁部を経由して 2 次側から 1 次側にフィードバック信号を送信する必要があります。このフィードバックは位相遅延による影響を受け、制御ループ帯域が遮られるため、コンバータの応答も遅くなります。多くのコンバータでは、同期整流に FET を使用するため、ゲート駆動を慎重に管理する必要があります。したがって、2 次側の制御ではこれらの同期整流器を直接駆動できるため、1 次側の制御よりも応答や性能が向上します。1 次側の制御は、多くの設計者が精通しており、それほど複雑でないことが利点です。

テキサス・インスツルメンツの MOSFET ドライバのポートフォリオには、1 次側ドライバと同期整流ドライバの両方が含まれています。120V の 1次側 MOSFET ドライバには、UCC2720x ファミリをお勧めします。優れた効率と密度を必要とするアプリケーションには、電源サブシステムの 2 次側回路の効率を向上できる同期整流をお勧めします。同期整流には、TPS2822x ドライバのファミリをお勧めします。

TI の統合ホット・スワップ電力コントローラは、公称 -48V のシステムに対して最適化されています。このデバイスでは、負荷電流スルーレートが制御され、ピーク振幅が制限されます。ほとんどのホットスワップ・コントローラには、高精度プログラミングや監視用のデジタル・インターフェイスが搭載されており、パワー・グッドや異常検出出力も備わっています。

その他の高性能アナログ・パーツは、センサのフィードバック、絶縁、通信トランシーバなどの重要なシステム機能を提供するためにも利用できます。

アプリケーション・ノート

アプリケーション・ノート (5)

タイトル 概要 種類 サイズ (KB) 日付 表示回数 英語版
HTM 8 KB 2011年 4月 13日 506
HTM 8 KB 2009年 4月 9日 421
HTM 8 KB 2008年 5月 1日 275
HTM 8 KB 2001年 10月 4日 495
HTM 8 KB 1999年 9月 5日 974

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