目次

DCDCコンバータ

レギュレータは入力と出力の電圧の差分を熱として放出してしまい効率がいまいち.入力電圧と出力電圧の差×出力電流の積が全て熱に変換される.
DCDCコンバータを用いることで高効率化を狙うことが可能.
DCDCコンバータにおいて,適切なインダクタの選定が必要不可欠

同期整流

同期整流のDCDCコンバータは効率の点で真価を発揮するのはデューティ比が小さく(入力電圧と出力電圧の差が大きい)時である。 ローサイドのダイオードがMOSFETに置き換わるため、このダイオードにて消費されていた電力がMOSFETになることで小さくなるからである。 逆に、ハイサイドのスイッチングは変わらないため、入力電圧と出力電圧の差が小さいとき、同期整流の効果はあまりおいしくない(効率の点でそこまで優勢性があるわけではない)

チョッピングの方式に,PWMとPFM方式がある.

DCDCコンバータで降圧するとき、入力電圧と出力電圧の差が大きいときは、DCDCコンバータを2個直列に構成して中間電圧を作成したほうがトータルでの電力変換効率が高まる場合がある.
48V → 3.3Vの降圧よりも、48V → 12v → 3.3Vなど、当然だが、実装面積は2倍近くなるのでトレードオフ
2 つのステップで降圧を実施し、電力変換効率を高める

制御方式がいくつかある。

電圧モード制御

電流モード制御

ヒステリシス制御

Bang-Bang制御、リップル制御ともよぶ
固定オンタイム(Constant On Time)制御、COT制御とも呼ばれる。3つの中で過渡応答特性に最も優れる。高い周波数を実現可能。COT制御方式は大別するとヒステリシス制御に分類される。
応答性が高いという利点の反面、出力コンデンサに一定以上のESRが必要になったり、放射ノイズが多いことが挙げられる。

参考文献

同期整流
DC/DCスイッチング電圧コンバータ用パルス周波数変調の利点
ROHM:スイッチングレギュレータの制御方式、固定オンタイム制御ってなんですか?
コンスタント・オン・タイム (COT) 制御方式
車載向け電源システムの熱設計   最近DCDCコンバータを作った自分が参考にした設計の方法(Tech Web)
アプリケーションノート5998 アプリケーションに最適なレギュレータの選択:パート1、レギュレータの制御方式