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ハードウェア・セレクション・シリーズ高速,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
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 関連商品
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