降圧DC-DCコンバータ

昨今のDSP や FPGA、マイクロプロセッサなどへの降圧電源は、低電圧・大電流出力がもとめられ、かつ高い出力安定度やオーバーシュート抑制など、高い仕様が要求されます。
ここでは、意図的に位相補償抵抗値を変えて、位相余裕が適切な場合と小さい場合の測定例を紹介します。

ループ・ゲイン測定の詳細については、技術資料「周波数特性測定によるスイッチング電源の安定性評価」を御覧ください。

測定対象

降圧DC-DCコンバータ

• 出力電圧：0.8V ～
• 最大出力電流：3A
• スイッチング周波数：1MHz

実測例

測定ブロック図

典型的なDC-DCコンバータ。ループを切断して信号注入用抵抗をつなぎ、両端の電圧比を測定します。

• 注入抵抗：51Ω
• 注入信号：注入信号：0.1V

測定結果

1．位相余裕が十分確保され、安定動作が期待されるケース

• 位相余裕：60.5deg
• クロスオーバ周波数：63kHz

2．位相余裕が小さく、負荷応答が劣るケース

• 位相余裕：9.68deg
• クロスオーバ周波数：17.9kHz

ポイント

位相余裕が十分な場合とそうでない場合の例をご紹介しました。
電源ICにおいては、データシートの回路例や評価ボードの回路図通りの使い方（入出力電圧，使用部品/特にインダクタ）と同じならまず問題ないと思われますが、異なる条件で使うと安定性が確保できているとは限らず、実測による安定性の確認が必要です。