モノリシックスイッチング電源の 2 つの動作モード
モノリシックスイッチング電源集積回路は、高集積、高コストパフォーマンス、最もシンプルな周辺回路、最高の性能指標という利点を持ち、電源周波数トランスを使用せずに高効率の絶縁型スイッチング電源を形成できます。 1990年代半ばから後半にかけて登場して以来、強い生命力を発揮してきました。 現在、世界中で中小型電力スイッチング電源、高精度スイッチング電源、パワーモジュールの開発に推奨される集積回路となっています。 これにより構成されるスイッチング電源は、同電源のリニア安定化電源と同等のコストでありながら、電源効率が大幅に向上し、体積・重量が大幅に削減されます。 これにより、新しいスイッチング電源の普及促進に好条件が整いました。
モノリシック スイッチング電源には 2 つの基本的な動作モードがあります。1 つは連続モード CUM、もう 1 つは不連続モードです。
2つのモードのスイッチング電流波形を図1に示します。
連続モード/不連続モード
連続モードでは、一次スイッチ電流は特定の大きさで始まり、その後ピーク値まで上昇し、すぐにゼロに戻ります。 スイッチング電流波形は台形です。 これは、連続モードでは、高周波トランスに蓄えられたエネルギーが各スイッチング サイクルで完全には放出されないため、次のスイッチング サイクルには初期エネルギーがあることがわかります。 連続モードを採用することで、1次ピーク電流Ipと実効値電流IRMSを低減し、チップの消費電力を低減できます。 しかし、連続モードでは一次インダクタンスLpを大きくする必要があり、高周波トランスの大型化につながります。 まとめると、連続モードは電力の小さい TOPSwitch やサイズの大きい高周波トランスに適しています。
不連続モードのスイッチ電流は、ゼロからピーク値まで上昇し、その後ゼロまで低下します。 これは、高周波トランスに蓄えられたエネルギーが各スイッチング サイクルで完全に放出されなければならないことを意味し、そのスイッチング電流波形は三角波になります。 不連続モードの Ip および IRMS 値は大きくなりますが、必要な Lp は小さくなります。 したがって、より大きな出力電力のTOPSwitchの採用や、より小型の高周波トランスのマッチングに適しています。
