□Power
◎「PowerIC」大別
◆機能
①ＡＣ－＞ＤＣ変換
_ 整流回路
_ 直流安定回路
②ＤＣ－＞ＤＣ変換
_ 所望の電圧、電圧精度への安定化、電流ドライブ
_ レギュレータ（昇圧、降圧）
③ＡＣ－＞ＡＣ変換
_ 周波数変換
④ＤＣ－＞ＡＣ変換
_ インバータ
◆材質
①シリコン
②ＧａＡｓ
③ＳｉＣ
④ＧａＮ
◆デバイス
①ダイオード
②トランジスタ
＿◇バイポーラ
＿◇MOSFET
＿◇IGBT
Insulated Gate Bipolar Transistor
_ 入力がMOS、出力がバイポーラ
③ＩＣ
◎レギュレータ
◆電圧変換
①降圧
高い電圧から低い電圧をつくる
_ リニアレギュレータ
_ スイッチングレギュレータ
②昇圧
低い電圧から高い電圧をつくる
_ スイッチングレギュレータ
③反転
電圧の極性を反転させる
スイッチングレギュレータ
◆リニアレギュレータ
_ シリーズレギュレータ
_ シャント・レギュレータ（分流）
◆シャント・レギュレータ
負荷に対し並列に接続することで分流させ、出力電圧の安定を図るレギュレータ
◆シリーズレギュレータ
入出力間に直列（シリーズ）に入れた可変抵抗（実際はトランジスタ）により電圧降下を調整して出力電圧を一定の値に制御するもの。代表は３端子レギュレータ。リニアな動作となるので、通常、出力リップルやサージの発生はない。原理上、入出力間の電位差が必要であり、電圧差はすべて損失となり、損失は大きい。
例）入力５Ｖ、出力１．８Ｖのとき、変換効率は、
(1.8/5) * 100 = 36%
損失は、入出力電圧差*負荷電流
※リニアレギュレータでリプルが出るのは、負荷の周期か、レギュレータのフィードバックループが発振を起しているため。
◆３端子レギュレータ
端子が入力、GND、出力の3端子
三端子レギュレータの損失Pdは、
Pd＝（VIN－VO）・IO+VIN・(Ibias+ΔIbias1)
（VIN－VO）：入出力間電圧差
IO：出力電流
Ibias：回路動作電流
ΔIbias1：回路電流変化量
入出力間電圧差VIN－VOが小さいと損失（発熱）が小。
※一般の三端子レギュレータは、出力段にNPN型のトランジスタをダーリントン接続。このため、動作に必要となる入出力間電圧差は、ダーリントン接続された出力段トランジスタのベース－エミッタ間電圧（0.7V×2=1.4V）より低くできない。
◆低飽和型(LDOタイプ)レギュレータ
入出力の電位差が1V程度でも動作するシリーズ・レギュレータ
※ＬＤＯタイプは、PNPトランジスタを使用、小さな入出力間電圧差で使用できる。
※異常発振防止のため、低飽和三端子レギュレータの出力には、大容量のコンデンサが必要（47uF以上など）。このため、起動時など、比較的大きな回路動作電流が流れる。
◆可変出力三端子レギュレータ
外部に付加する抵抗の値によって、出力電圧を変化させることができるレギュレータ
◆ON/OFF機能付きシリーズ・レギュレータ
三端子レギュレータに制御信号を追加し、外部のロジック信号で、電圧を出力させたり、停止させたりする機能を持ったシリーズ・レギュレータ
＿◇LT3009
Linear Technology www.linear.com
3uA IQ, 20mA Low Dropout linear Regulator
│ ┌────────┐
│ＶＩＮ─┤ＩＮ ＯＵＴ├─┬───┬─ＶＯＵＴ
│ │ │┌┴─┐ │
│ │ ＬＴ３００９ ││Ｒ２│─┴─
│ │ │└┬─┘─┬─
│ ┌─┤ＳＨＤＮ ＡＤＪ├─┤ │
│ │ └────┬───┘┌┴─┐┌┼┐
│ │ ┌┼┐ │Ｒ１││││
│ │ │││ └┬─┘
│ ＳＨＤＮ＃ ┌┼┐
│ │││
Vout = 600mV * (1+R2/R1) – (Iadj*R2)
Vadj = 600mV
Iadj = 0.3nA at 25℃
OUTPUT RANGE = 0.6V to 19.5V
ADJピンの電圧を600mVになるようにOUTPUTを制御する。
よってR1には600mV/R1だけの電流が流れる。
適切なR1:R2の抵抗比を選ぶことで所望の電圧を得ることができる。
20mA出力時のティピカルのドロップアウト電圧は280mV
消費電力は出力電流に対するものとグランドピンに対するものの和になり、
Iout(max)*{Vin(Max)-Vout}+Ignd(Vin(Max))
Igndはデータシートによる。
◆スイッチングレギュレータ
数100KHzから、数百KHz程度でON/OFFするスイッチを流れるパルス状の電流をコイルとコンデンサで平滑して出力する。スイッチング周波数はPWM制御する。高周波スイッチングノイズを発生する。原理上、損失はない筈だが、スイッチのＯＮ抵抗損失、スイッチング時の切り替え時の損失、コイル、配線抵抗による損失などがあり、変換効率は80%～。
非絶縁：入出力のＧＮＤは共通であり、ＰＯＬ(Point of Load)電源として適する。
絶縁：外部から電力供給うける場合につかう。入出力がトランスで絶縁される。PWMのフィードバックにはフォトカプラ使う。
※絶縁型（AC－DCコンバータ）、非絶縁型（DC－DCコンバータ）
降圧
昇圧
昇降圧
極性反転
◆パワーモジュール
＿◇LMZ10503/4/5
National Semiconductor
出力電流 3~5A, 入力電圧2.95~5.5V, 出力0.8~5V
7ピンTZA, 同期整流コンバータ＋インダクタ
ＰＯＬレギュレータ
＿◇LMZ14201/2/3
National Semiconductor
出力電流 1~3A, 入力電圧6~42V, 出力0.8~6V
7ピンTZA, 同期整流コンバータ＋インダクタ
ＰＯＬレギュレータ
◎ドライバ
◆モータ・ドライバ
◆ドライバ
※ハイサイドスイッチ
※ローサイドスイッチ
※ゲートドライバ
◎パワー・マネジメント