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» 2019年03月25日 11時30分 公開

MOSFETを内蔵した降圧レギュレーターで電力密度を向上集積化で実現(3/3 ページ)

[EDN Japan]
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マルチモード動作

 FAN650xxファミリは、設計の柔軟性を高めるために複数の動作モードを備えています。動作モードには、マスタモードと非マスタモードの両方におけるCCMとDCMが含まれます。デバイスのModeピンで、動作モードをパルス変調モードか周波数同期モードのどちらにするかを制御できます。

図2:FAN650xxファミリを使用して強制CCMモードまたはDCMモードで動作させる設計の一例 強制CCMモードでは、負荷条件に関係なく固定周波数での連続導通モードのままで、低リップル出力を供給します。デバイスがDCMモードで動作する場合は、軽負荷時にはパルス・スキップが行われますが、インダクタ電流が0Aを超えると、自動的にCCMモードに切り替わります。これにより、軽負荷アプリケーションや待機時の動作効率が向上します(クリックで拡大)

 周波数同期で動作するマスタモードでは、デバイスは独自のクロックと180度、位相がずれたクロック信号を生成し、複数のデバイスを同期させながら入力リップルを最小限に抑え、システム全体の効率を向上させます。

熱管理

 マルチチップモジュール設計では、ローサイドMOSFETのソースを物理的に大きなグランドプレーンに接続できます。さらにビアを使用してPCBの内層への効率的な熱経路を作り出すことができます。この設計はモジュールの熱特性を改善し、全体的な効率をさらに向上させます。

 図3では、FAN65004Bを使用して、出力電流5A、48V入力〜28V出力コンバーターを構築しています。

  • ケース温度用熱電対をハイサイドFETに配置:T1 = 117.9℃
  • 周囲温度用熱電対をボード底面に配置:T2(Ta) = 98.9?C

 このソリューションは、温度がわずか19℃上昇するだけで97%の高効率を達成し140Wの出力電力を供給します。

図3:FAN650xxファミリの熱効率の例

【著:Jeniffer Joseph/ON Semiconductor マーケティングマネジャー】

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