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高速,高効率,高信頼のDC-DC変換テクノロジ

改訂 オンボード電源の設計と活用

鈴木 正太郎 著
B5変型判 304ページ
定価3,672円(税込)
JAN9784789841337

2014年6月25日発行

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 半導体デバイスの微細化が進むにつれて,とくにディジタル回路では低電圧かつ大電流のDC-DCコンバータが必要とされてきています.さらに高効率化,低ノイズ化,負荷応答の高速化,小型でヒートシンクを必要としないことなど,性能面でも要求が高まりつつあります.このような,プリント基板上で分散給電を行うDC-DCコンバータを従来は「オンボード(on-board)電源」と呼んできました.昨今では,負荷に隣接して搭載するオンボード電源モジュールのことをPOL(Point of Load)と呼ぶようになってきています.
 本書は,2003年4月に初版が発行された「オンボード電源の設計と活用」を改訂したものです.市販されているオンボード用電源モジュールの内部構成と回路動作,効率やノイズ特性について,DC-DCコンバータの基本方式から解説し,正しい活用法を示します.また,実際にいくつかのスイッチング・レギュレータを設計しながら,効率を高め,ノイズを低減させる最新の回路技術を解説します.改訂にあたっては,POLコンバータの最新動向,製品情報,ディジタル制御技術などが追加されています.


目 次

プロローグ オンボード電源はPOLの時代に
1 オンボード電源に求められるもの
2 ICの電源の低電圧化と大電流化によりPOLコンバータが生まれた
3 ディジタル基板にもアナログ技術のセンスが必要
4 新技術によるブレーク・スルー!
5 市販の最新オンボード電源を見てみよう!

第1章 3端子レギュレータの基本動作
1-1 3端子レギュレータの長所と短所
1-2 3端子レギュレータとは
1-3 3端子レギュレータにはどのくらいの熱処理が必要か
1-4 3端子レギュレータの使い方と注意点
1-5 3端子レギュレータの基本的な使い方
1-6 高効率3端子レギュレータの登場
1-7 進化するステップダウン・スイッチング・レギュレータ

第2章 DC-DCコンバータの種類と基本動作
2-1 DC-DCコンバータの基本
2-2 非絶縁型DC-DCコンバータの基本回路と動作
2-3 絶縁型DC-DCコンバータの基本回路と動作
2-4 DC-DCコンバータの進化
2-5 低電圧/大電流時代の絶縁型/同期整流方式のDC-DCコンバータ
2-6 実際のDC-DCコンバータを見る
2-7 ヒートシンクが不要なDC-DCコンバータ
2-8 小型DC-DCコンバータBSI-3.3S2R0の評価

第3章 安全性の向上とノイズ対策を両立させる接地テクニック
3-1 大地の導電性
3-2 AC-DC電源と接地(アース)の関係
3-3 システム電源でのグラウンド(アース配線)
3-4 直流回路(オンボード電源)の接地

第4章 DC-DCコンバータの配線の基本
4-1 DC-DCコンバータ入力部の配線
4-2 DC-DCコンバータと負荷間の配線の基本
4-3 リモート・センシングを使って複数負荷に対応

第5章 モジュールを組み合わせて多出力電源を作る分散電源システム
5-1 分散電源システムとは
5-2 非絶縁型ステップダウンDC-DCコンバータ
5-3 DC-DCコンバータを組み合わせて作る多出力電源
5-4 応答速度160nsの高速DC-DCコンバータ
5-5 入力+48V,出力+1.5-5V/6.7-40Aの絶縁型DC-DCコンバータ
5-6 各種オンボードDC-DCコンバータ

第6章 同期整流方式のDC-DCコンバータの設計
6-1 市販の制御用ICを使用する同期整流方式DC-DCコンバータ
6-2 PWM-IC LT1773を使ったステップダウン・コンバータ
6-3 48Vテレコム用絶縁型DC-DCコンバータ
6-4 コンパクトなテレコム用フライバック・コンバータ
6-5 24V/48V入力の小型/低ノイズDC-DCコンバータ
6-6 高効率/小型昇圧コンバータで3.3Vバスを5V/3Aへ変換
6-7 低電圧入力-低電圧出力DC-DCコンバータ
6-8 同期整流方式DC-DCコンバータと部品

第7章 高効率DC-DCコンバータの設計
7-1 MCMパワーICのあらまし
7-2 MCMパワーICで作るステップダウン・コンバータ
7-3 効率94%以上の入力電圧4.5V-20V/出力0.8V-3.3V/3AのDC-DCコンバータ

第8章 絶縁型DC-DCコンバータの設計
8-1 一般の電子回路と電源回路の違い
8-2 DC-DCコンバータの仕様と回路方式
8-3 制御回路の設計
8-4 プリント基板の設計と放熱対策
8-5 異常発振の原因と対策

第9章 チョーク・コイルとトランスの設計
9-1 チョーク・コイルの設計と臨界点の決定
9-2 スイッチング・トランスの設計ノウハウ
9-3 パルス・トランスの設計ノウハウ
9-4 安全規格
9-5 巻き線のテクニック

第10章 オンボード電源のノイズ対策
10-1 スイッチング・レギュレータのノイズの発生要因
10-2 ノイズの伝播について
10-3 ノイズの分類とパラメータ
10-4 電磁ノイズと静電ノイズへの対応
10-5 スイッチング・ノイズとリプル・ノイズへの対応
10-6 低ノイズDC-DCコンバータの回路技術
10-7 直流出力側に付けるノイズ・フィルタ
10-8 ノイズ対策としてのコンデンサの効果
10-9 プリント基板のレイアウト設計

第11章 高速ダイオードの活用法
11-1 高周波整流ダイオードの問題点
11-2 ステップダウン方式スイッチング・レギュレータを使ってダイオードを評価

第12章 ディジタル制御電源の基礎
12-1 ディジタル制御電源とはどこがディジタルなのか?
12-2 ディジタル制御電源の機能(シーケンス制御と電圧制御)
12-3 アナログPOLコンバータとディジタルPOLコンバータの性能比較
12-4 ディジタル制御POLコンバータのメリット
12-5 ディジタル制御POLコンバータの基本的な使い方



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