DC-DCコンバーターのAC特性：DC-DCコンバーター活用講座（16） データシートの理解（2）（3/4 ページ）

今回の記事では、DC-DCコンバーターのAC特性の測定方法について解説します。

[Steve Roberts（RECOM），EDN Japan]

出力電圧の温度係数

　内部バンドギャップ電圧レファレンスは、動作温度範囲では電圧は非常に安定していますが、多少の変動はあります。出力電圧の最終的な温度係数（TC）は、動作温度の限界値における出力電圧の、室温における公称出力電圧からの相対偏差として定義されます。これは、通常、％/Cまたはppm/K（ppm：100万分の1）を単位とした数値で表されます。温度係数は、通常、低温ではプラスになり高温ではマイナスになります。

　TCを決めるためには、必要な周囲温度を作り出せる恒温槽が必要です。室温T_RTでは、出力電圧V_OUT(T_RT)は、DC-DCコンバーターを20分間動かして温度を安定させてから、公称負荷にて測定されます。同様に、動作温度範囲の限界値において、同じ手順で測定を行います。TCの計算には次式を用います。

式2：温度係数の計算

　TCの標準値は±0.02％/Cで、これは、25℃のときに出力電圧が公称値になるのであれば、＋75℃ではそれより1％減り、−25℃では1％増えることを意味します。

負荷レギュレーション

　負荷レギュレーションは、最小負荷（ML）から全負荷（FL）までの許容負荷範囲における出力電圧の測定値の最大偏差（％）として定義されます。通常、入力電圧は公称電圧V_NOMに固定されます。注意しなくてはならないのは、多くのコンバーターは適切なレギュレーションを行うには最小負荷が必要で、また、過負荷保護機能を備えていることです。そのため、MLとFLを超えて負荷レギュレーションを求めるのは正しくありません。

　通常、出力電圧は負荷電流とともにリニアに変化します。そのため、規定の負荷範囲内では、負荷レギュレーションの計算に必要な測定点はわずか2箇所です。例えば、最大値の80％の公称電流値にて規定されるとすると、負荷レギュレーションの測定は、MLおよび半負荷（半負荷=(ML+FL)/2）時の出力電圧、FLおよび半負荷時の電圧、MLおよびFL時の出力電圧、の3通りの方法で行うことができ、どの方法でもほぼ同じ結果になります。これら3つ計算は、いずれも図3.1に示したテスト装置と測定スキームで行うことができます。次式はMLおよびFLでの測定値に基づいたものです。

式3：負荷レギュレーションの計算

　もしデータシートで規定している出力電圧の精度（OVA）値が50％負荷時の数値で､負荷レギュレーションが1％と記載されていたら、全負荷時の出力電圧の相対変化は−1％で、最小負荷時の出力電圧の相対変化は＋1％になります。そのため、出力電圧の測定値はOVA値より最大1％高くなるか低くなる可能性があります。もしOVA値が全負荷時の数値だとしたら、話は複雑になります。その場合、負荷レギュレーションの結果はマイナスにしかならないにもかかわらず、慣例では±何パーセントと書かれるからです。これは、もし負荷レギュレーションが1％で、OVA値が100％負荷時の数値だった場合、電圧の測定値はOVA値と同じかOVA値より最大1％低い値にしかならないということです。そして、当初の定義と比べると2倍の精度ということになります。

　非安定型コンバーターは、負荷レギュレーションもラインレギュレーションもないため、出力電圧が負荷に伴ってどう変動するかを表す場合には、公称V_IN値を使って測定した負荷に対する偏差を用います。