發布日期 : 2023年3月9日 / 最近更新 : 2023年4月6日

一般的電壓穩壓器,啟動時IC能供給的電流(IOUT)根據電流限制特性決定。

啟動時能供給的電流(IOUT)根據電流限制特性,隨著輸出電壓上升而變動。

使用上次介紹的類型A(下垂型→折返)、類型B(僅限折返)、類型C(下垂型→下垂型)的啟動波形說明電壓穩壓器的啟動特性。 即使是同一類型的電流限制,由於軟啟動功能和衝擊電流防止功能,也有啟動特性不依賴於電流限制特性的產品,所以請確認使用產品的數據表、實機特性後再進行設計。

測試方法・條件

以下所示的電壓穩壓器的輸出電流(IOUT)波形,用電流探針測試電壓穩壓器的VOUT端子和輸出電容器CL之間。此輸出電流與IC供給的電流相等。

如果將電流探針插入輸出電容器的後面,則由於瞬態電流被輸出電容器平穩,因此無法正確測試IC供給的電流。

在沒有特別記載情況下,CIN=CL=1μF、VIN=設定輸出電壓+1.0V,用可變電阻器設定輸出電流。

1) 電流限制類型A(下垂型→折返)

以XC6219B302(輸出電壓3.0V品)在CE端子啟動的波形為例,說明啟動波形。

XC6219B302 : 電流限制特性
XC6219B302 : 啟動特性 @RL=20mA/3.0V

啟動後立即~折返電流限制:V1、I1~V3、I3

啟動後立即的輸出電壓為0V。

輸出電壓為0V時,電流限制特性為IOUT約20mA,啟動後立即IC將向輸出側供給20mA的電流。

在向輸出側進行電流供給時,由於電荷被充電到輸出容量,所以輸出電壓上升。

在折返電流限制中,輸出電壓上升時,IC的供給電流與輸出電壓成正比增加。

當輸出電壓達到折返和下垂型的切換點V3時,IC的供給電流上升停止,轉移到下垂型電流限制。

下垂型電流限制:V3、I3~V4、I4

在下垂型電流限制下,IC的供給電流是一定的。 IC的供給電流保持一定,輸出電壓上升,達到設定輸出電壓V4。

啟動完成

當達到設定輸出電壓V4時,輸出電壓無需再上升,因此IC的供給電流下降。啟動後IC供給的電流量僅由負載電流產生。

2) 電流限制類型B(僅限折返電流限制)

以XC6221A302(輸出電壓3.0V品)在CE端子啟動的波形為例,說明啟動波形。

XC6221A302 : 電流限制特性
XC6221A302 : 啟動特性 @RL=20mA/3.0V

啟動後立即~折返電流限制:V1、I1~V3、I3

啟動後立即的輸出電壓為0V。

輸出電壓為0V時,電流限制特性為IOUT約30mA,啟動後立即IC將向輸出側供給30mA的電流。在向輸出側進行電流供給時,由於電荷被充電到輸出容量,所以輸出電壓上升。

在折返電流限制中,輸出電壓上升時,IC的供給電流與輸出電壓成正比增加。當輸出電壓達到折返和下垂型的切換點V3時,IC的供給電流上升停止,轉移到下垂型電流限制。

啟動完成

當達到設定輸出電壓V4時,輸出電壓無需再上升,因此IC的供給電流下降。啟動後IC供給的電流量僅由負載電流產生。

3-1) 電流限制類型C(下垂型→下垂型)

以XC6223B301(輸出電壓3.0V品)在CE端子啟動的波形為例,說明啟動波形。

XC6223B301 : 電流限制特性
XC6223B301 : 啟動特性 @RL=20mA/3.0V

啟動後立即~下垂型電流限制:V1、I1~V2、I2

啟動後立即的輸出電壓為0V。

輸出電壓為0V時,電流限制特性為IOUT約50mA,啟動後立即IC將向輸出側供給50mA的電流。由於採用了下垂型電流限制,所以在輸出電壓達到0.8V(參照V2)之前,供給電流被限制為50mA。

下垂型電流限制~下垂型電流限制:V2、I2~V4、I4

輸出電壓達到0.8V(參照V2)時,增大下垂型電流限制的電流限制值。

隨著電流限制值增大,向輸出側供給電流增加,供給電流從I2向I4轉變,輸出電壓上升。

啟動完成

當達到設定輸出電壓V4時,輸出電壓無需再上升,因此IC的供給電流下降。啟動後IC供給的電流量僅由負載電流產生。

3-2) 電流限制類型C(下垂型→下垂型)+衝擊電流防止功能

最後,在3-1中說明的產品中追加了衝擊電流防止功能,想就XC6223F301(輸出電壓3.0V品)的啟動特性進行說明。為了確認衝擊電流防止功能的效果,在穩定狀態的負載電流為150mA的條件下進行測量。

所謂XC6223F301的衝擊電流防止,是指在啟動後輸出電壓上升到0.8V(3.0V設定品)時,120μs左右的期間,是將向輸出側供給的衝擊電流抑制在規定值內的功能。衝擊電流防止功能解除後,輸出側的供給電流受電流限制特性的限制。

XC6223F301 : 電流限制特性
XC6223F301 : 啟動特性 @RL=150mA/3.0V

啟動後立即~下垂型電流限制:V1、I1~V2、I2

啟動後立即的輸出電壓為0V。

輸出電壓為0V時,電流限制特性為IOUT約50mA,啟動後立即IC將向輸出側提供50mA的電流。由於採用了下垂型電流限制,所以在輸出電壓達到0.8V(參照V2)之前,供給電流被限制為50mA。

下垂型電流限制~衝擊電流防止功能:V2、I2~V3、I3

輸出電壓達到0.8V(參照V2)時,衝擊電流防止功能工作。

通過衝擊電流防止功能120μs左右的期間,將向輸出側供給的衝擊電流抑制在規定值內。

此次的條件,沒有衝擊電流防止功能衝擊電流370mA的情況,抑制了衝擊電流到達110mA。

衝擊電流防止功能~下垂型電流限制:V3、I3~V4、I4

衝擊電流防止功能完成後,將轉移至下垂型電流限制。此次的情況,在輸出電壓2V附近衝擊電流被解除,供給電流向電流限制值遷移中輸出電壓上升到設定輸出電壓。

啟動完成

當達到設定輸出電壓V4時,輸出電壓無需再上升,因此IC的供給電流下降。啟動後IC供給的電流量僅由負載電流產生。