注意 : この日本語版文書は参考資料としてご利用ください 最新情報は必ずオリジナルの英語版をご参照願います AN1471 Microsoft Office Excel を使った損失計算ツールによる効率的な同期降圧型コンバータの解析 Author: はじめに Joseph Depew Microchip Technology Inc. スイッチング電源の設計では効率とコストが常にトレードオフの関係となり 同期降圧型コンバータもその例外ではありません 今日ではディスクリート部品を極めて豊富に選べるため 設計上の選択肢はほとんど無限です 加えて 開発日程と予算が厳しく制限されるため システムの性能を素早く正確に予測する必要があります 回路の最適化に要する設計変更の回数を削減するために 実際の回路を組み始める前に計算による予測を行うと理想的です そのような予測計算では 回路が効率とコストの要件を満たし かつ電力損失が高い素子で過熱が発生しない事を確認する必要があります 本書では 同期降圧型コンバータを設計するお客様に システムの電力損失と総効率を素早く正確に計算する方法を紹介します 標準的な同期降圧型コンバータ ( 図 1) の電力損失は主に下記の素子で発生します ハイサイド MOSFET ローサイド MOSFET インダクタ MOSFETドライバ V IN C IN C BOOT MCP14700-E/SN PWM_H 2 PWMHI PWM_L 3 PWMLO U1 BOOT HIGHDR PHASE R DAMP(HS) GND HS MOSFET L V OUT 4 GND LOWDR V DD R DAMP(LS) V DD LS MOSFET C OUT GND GND 図 1: 標準的な同期降圧型コンバータ回路 2012 Microchip Technology Inc. DS01471A_JP - p. 1
ハイサイド MOSFET の損失 どのような MOSFET でも 総損失は伝導損失とスイッチング損失の合計として求まります 低デューティでは コンバータスイッチング損失がハイサイド MOSFET の支配的な損失要因となる傾向にあります 降圧型コンバータのデューティサイクルは下式により表せます ハイサイドスイッチング損失 図 2 に ハイサイド MOSFET のスイッチング損失の挙動を示します これは理想的な挙動であり ゲート電流は一定であると仮定しています V DS DC= V OUT ------------ V IN Switching Loss Area V OUT = システム出力電圧 I DS V IN = システム入力電圧 デューティが低いと 1 周期中にハイサイドスイッチが ON になる期間が短くなります ハイサイド MOSFET のドレインは V IN に接続され ソースは位相ノードに接続されます ( 図 1 参照 ) ハイサイドのターンオンが始まると ローサイド MOSFET のボディダイオードによって位相ノードはグランドよりも低いレベルにクランプされます ハイサイド MOSFET がコンバータの全負荷電流をスイッチングする事に加え このようにドレイン - ソース間の電圧差が大きくなる事によってもスイッチング損失が増加します V SP V GS V GS(TH) Q GD Q GD Q G(SW) t 1 t 2 t 3 Time ハイサイド伝導損失 ハイサイド MOSFET の伝導損失は下式により表せます 式 1: 2 P HS( COND) = R DS( ON) I DS( RMS) R DS(ON) = ドレイン - ソース間 ON 抵抗 I DS(RMS) = ドレイン - ソース間実効値電流 この式では I DS(RMS) 項を二乗している事に注意してください このため 負荷電流とデューティが増加すると 伝導損失の方がスイッチング損失よりも高くなる可能性があります ドレイン - ソース間の実効値電流とインダクタリップル電流の計算式は補遺 C: その他の計算式 に記載しています R DS(ON) はデバイスの接合部温度の影響を受け 接合部温度が上昇すると損失は増加します このため繰り返し計算が必要です この計算は デバイスの接合部温度が安定するまで ( 一般的に変化が1% 未満になるまで ) 繰り返す必要があります 図 2: ハイサイド MOSFET のスイッチング挙動 MOSFET ドライバが MOSFET のゲートに電流を供給し始めると ゲート - ソース間電圧 V GS が上昇します ( 初期上昇期間 t 1 ) この期間では 入力容量 C ISS (C GS +C GD ) が充電され MOSFET ドレイン - ソース間電圧 V DS は一定です MOSFET の寄生容量については図 3 を参照してください この時点ではドレイン - ソース間電流は流れません 従って この期間ではスイッチング損失は発生しません V GS がゲートしきい値電圧 (V GS(TH) ) に達すると期間 t 2 が始まります 電流がドレインからソースに流れ始めますが C ISS の充電は続きます この電流 I DS は インダクタ電流 I L に等しくなるまで直線的に増加します MOSFET での電圧降下は V IN に等しく 電流 I DS が流れるため この期間では非常に大きなスイッチング損失が発生します 期間 t 3 が始まると I DS は一定になり V DS が低下し始めます ドレイン - ソース間電圧が下降している間 ほとんど全てのゲート電流が C GD の充電に使われます ゲート電流は C GS をほとんど充電しないため ゲート - ソース間電圧は スイッチングポイント 電圧 (V SP ) でほぼ一定です この期間は一般的にミラープラトーと呼ばれます t 2 と同様にこの期間でも ドレイン-ソース間で電圧降下が生じ MOSFET には大きな電流が流れます このためスイッチングサイクル中に期間 t 3 で高い損失が発生します DS01471A_JP - p. 2 2012 Microchip Technology Inc.
t 3 が終わると MOSFET チャンネルは V GS が最大値に達するまで増加します スイッチング損失の発生期間は終わり ハイサイド MOSFET がターンオフするまで伝導損失が発生します ターンオフイベントは ほぼターンオンイベントの逆の挙動を示します スイッチングサイクル中のハイサイド MOSFET の電力損失は下式のように表せます 式 2: V IN I OUT ( ) = -------------------------- F 2 SW ( t SLH ( ) + t SHL ( ) ) P HS SWITCH 式 6: I DRVR LH V DD V SP ( ) = ---------------------------------------------------------- R DR( PU) + R G + R DAMP V DD = ドライバ電圧 V SP = スイッチングポイント電圧 R DR(PU) = ドライバプルアップ抵抗 R G = MOSFET ゲート抵抗 R DAMP = 外付け制限抵抗 V IN = 入力電圧 F SW = スイッチング周波数 t S(LH) = スイッチング時間 LOW から HIGH t S(HL) = スイッチング時間 HIGH から LOW LOW から HIGH HIGH から LOW へのスイッチング時間は式 3 と式 4 により計算できます 式 3: 式 7: V I SP DRVR( HL) = R DR PD ---------------------------------------------------------- ( ) + R G + R DAMP R DR(PD) = ドライバプルダウン抵抗 Q t GSW ( ) SLH ( ) = ------------------------ I DRVR( LH) Q G(SW) I DRVR(LH) = ゲート電荷量 スイッチング = ドライバ電流 LOW から HIGH C GD G D C DS 式 4: C GS S Q t GSW ( ) SHL ( ) = ------------------------ I DRVR( HL) C ISS = C GD +C GS I DRVR(HL) = ドライバ電流 HIGH から LOW C OSS = C GD +C DS Q G(SW) の値は MOSFET のデータシートに記載されている Q G 対 V GS 特性グラフから求める事ができます ( 図 2 参照 ) この値は V GS を V GS(TH) からミラープラトーの最後まで移行させるために必要な電荷量です Q G(TH) の値がデータシートに記載されている場合 式 5 を使って Q G(SW) を求める事もできます 式 5: Q GSW ( ) = ( Q GS + Q GD ) Q GTH ( ) 図 3: C RSS = C GD MOSFET の寄生容量 LOW から HIGH HIGH から LOW への遷移におけるドライバ電流を式 6 と式 7 に示します 2012 Microchip Technology Inc. DS01471A_JP - p. 3
その他のハイサイド MOSFET スイッチング損失 ハイサイド MOSFET における電力損失の大部分は伝導損失とスイッチング損失ですが スイッチングサイクル中にその他の小さな損失も生じます そのような損失の 1 つとして MOSFET のゲートの充電に起因する電力損失があります この損失は下式により表せます 式 8: Q G(TOTAL) は V GS に応じて変化するため MOSFET ドライバのゲート駆動電圧 (V DD ) に対応する値をデータシートから求める必要があります これらの損失はゲート駆動回路内の全ての抵抗で発生します そのような抵抗には MOSFET ドライバのプルアップまたはプルダウン抵抗 ( 遷移の方向によって決まる ) 直列制限抵抗 (R DAMP ) MOSFET のゲート抵抗 (R G ) が含まれます 同期降圧型コンバータでは ローサイド MOSFET のボディダイオードの逆回復損失によっても損失が生じます ハイサイド MOSFET のターンオンによってローサイドのボディダイオードを回復させるため この電力損失はハイサイド MOSFET で発生する事に注意してください ボディダイオードの回復に必要な電荷量は MOSFET のデータシート内のダイオード特性に Q RR として記載されています この損失は下式により表せます 式 9: さらに 各スイッチングサイクルでローサイドおよびハイサイド MOSFET の出力容量 C OSS (C GD +C DS ) を充電するために損失が生じます これらの損失は下式により概算できます 式 10: P GATE Q G(TOTAL) = P DIODE RR Q GTOTAL ( ) V DD F SW = ゲート電荷量 ( ) = Q RR V IN F SW Q RR = ボディダイオード逆回復電荷量 ( COSS P LS + COSS HS ) ( V IN ) 2 F SW COSS = -------------------------------------------------------------------------------------------- 2 COSS LS = ローサイド MOSFET 出力容量 COSS HS = ハイサイド MOSFET 出力容量 ローサイド MOSFET の損失図 1 に示すように ローサイド MOSFET のドレインは位相ノードに接続され ソースはグランドに接続されています ハイサイド MOSFET がターンオフした後 電流はインダクタに流れ続ける必要があるため ローサイド MOSFET がターンオンする前にローサイド MOSFET 内のボディダイオードが導通し始めます ローサイド MOSFET のソースはグランドに接続されているため ボディダイオードが導通するには 位相ノード電圧がグランドよりも順方向電圧降下分低くなる必要があります 従って ローサイドスイッチのターンオン時は ボディダイオードの順方向電圧降下に等しい電圧だけがローサイドスイッチにかかります これによりスイッチングイベントは 緩やかに 発生するため 本書ではこの損失を無視可能であると見なします ハイサイド MOSFET と同様に ローサイド MOSFET の損失もデューティサイクルと実効値電流に強く影響を受けます ローサイド MOSFET の電力損失は ほぼ伝導損失のみによって生じます この伝導損失は ローサイド MOSFET が ON 中にドレインからソースに流れる電流と 両 MOSFET が OFF 中にボディダイオードを通してソースからドレインに流れる電流によって発生します ローサイド伝導損失ローサイド MOSFET の伝導損失もハイサイドと同様の式 ( 下式 ) で計算できます 式 11: 2 P LS( COND) = R DS( ON) I DS( RMS) 同期降圧型コンバータのデューティサイクルは一般的に低めであるため ローサイド MOSFET のドレイン - ソース間の実効値電流は非常に高くなる可能性があります 負荷電流が高い場合 ローサイド MOSFET の伝導損失が降圧型コンバータの損失の最大要因となる事があります ハイサイドと同様にローサイド MOSFET でも 伝導損失を正確に見積もるには繰り返し計算が必要です 既に述べたように 同期降圧型コンバータでは 両方のスイッチが OFF の時にローサイド MOSFET のボディダイオードがターンオンします この期間をデッドタイム (DT) と呼び ボディダイオードで伝導損失が発生します この損失は下式により表せます 式 12: P DIODE = DT F SW V SD I OUT DT = デッドタイム 立ち上がりおよび立ち下がりエッジ V SD = ダイオード順方向電圧 この式中の DT は 立ち上がりおよび立ち下がりエッジでのデッドタイムの合計値です 負荷電流が低い場合 ローサイド MOSFET ではダイオード伝導損失がオンタイム伝導損失以上になる事がよくあります DS01471A_JP - p. 4 2012 Microchip Technology Inc.
ローサイド MOSFET ゲート充電損失 ローサイド MOSFET での電力損失のその他の要因として ゲートの充電で生じる電力損失があります この損失は小さく ハイサイドと同じ式 ( 式 8) を使って計算できます インダクタ損失 高い負荷電流で動作する同期降圧型コンバータでは インダクタ巻き線の等価直列抵抗がシステム効率に大きく影響します この影響は下式により表せます 式 13: 2 P INDUCTOR = ESR L I OUT ESR L = インダクタ等価直列抵抗 インダクタは常時導通しているため この電力損失はデューティに影響されない事に注意してください 負荷電流が高い場合 インダクタの電力損失は MOSFET の損失に匹敵するため 同期降圧型コンバータの最適化においてインダクタの選択は非常に重要です コア損失の計算は複雑になるため 本書では扱いません インダクタの伝導損失に比べてコア損失は一般的に無視可能と見なせます 2012 Microchip Technology Inc. DS01471A_JP - p. 5
MICROSOFT OFFICE EXCEL を使った同期降圧型コンバータの損失計算 降圧型コンバータの損失計算式は十分に立証されており明解ですが 計算を 1 つずつ進めたのでは手間がかかります 特に複数の負荷レンジ 電圧 デバイスに関して計算する場合の手間は甚大です マイクロチップ社は同期降圧型コンバータのシステム設計を支援するために Microsoft Office Excel を使った損失カリキュレータを提供しています このツールはマイクロチップ社のウェブサイトからダウンロードできます このカリキュレータを使うと 多数の MOSFET インダクタ MOSFET ドライバのデータを評価用に保存できます また 0 A から設計上の最大負荷電流まで ステッ プ幅を指定して電力損失と効率を計算する事もできます このカリキュレータは システム内の各損失の値と システム効率および 2 個の MOSFET のダイ温度を表形式で表示します また 最終的に生成される効率グラフにより 負荷電流レンジ全体にわたるシステム性能を把握できます このカリキュレータのレイアウトと操作方法の詳細は補遺 B: Microsoft Office Excel を使った損失カリキュレータのレイアウトと操作方法 に記載しています 以下では 損失カリキュレータの有効性を示すために 表 1 のパラメータを持つ同期降圧型コンバータの損失と総効率を計算します 各計算結果を表 2に示します 表 1: システムパラメータの例 パラメータ 記号 値 単位 入力電圧 V IN 12 V 出力電圧 V OUT 1.2 V 負荷電流 I OUT 20 A スイッチング周波数 F SW 300000 Hz ドライバ V DD V DD 5 V 周囲温度 T A 25 ハイサイド MOSFET MCP87050 ローサイド MOSFET MCP87022 MOSFET ドライバ MCP14700 インダクタ XAL1010-102MEB ハイサイド制限抵抗 R DAMP(HS) 2 Ω ローサイド制限抵抗 R DAMP(LS) 2 Ω 表 2: 損失カリキュレータの結果 パラメータ 値 単位 ハイサイド伝導損失.2725 W ローサイド伝導損失 1.0047 W ハイサイドスイッチング損失.9979 W ダイオード伝導損失.1536 W 逆回復損失.1260 W 出力容量損失.0339 W ハイサイドゲート駆動損失.0188 W ローサイドゲート駆動損失.0390 W インダクタ巻き線損失.4400 W 出力電力 24.0000 W 入力電力 27.0864 W 効率 88.61 % ハイサイドダイ温度 95.09 ローサイドダイ温度 73.65 DS01471A_JP - p. 6 2012 Microchip Technology Inc.
本書で既に説明した式を 1 つずつ計算しても表 2 と同じ結果が得られます 図 4 の円グラフは 既に説明した各損失要因の総システム損失に占める割合を示しています ハイサイド MOSFET のスイッチング損失とローサイド MOSFET の伝導損失がシステム損失の約 65% を占めている事がわかります また 当該システムにおいては ハイサイドではスイッチング損失が支配的であり ローサイドでは伝導損失が支配的である事もわかります さらに このシステムではハイサイド MOSFET が最大の損失要因であり 次にローサイド MOSFET その次にインダクタが大きな割合を占めています LS Gate Drive Loss, 1.26% HS Gate Drive Loss, 0.61% Output Cap Loss, 1.10% Reverse Recovery Loss, 4.08% Inductor Winding Loss, 14.26% HS Conduction Loss, 8.83% Diode Conduction Loss, 4.98% LS Conduction Loss, 32.55% HS Switching Loss, 32.33% 図 4: 損失カリキュレータの結果 2012 Microchip Technology Inc. DS01471A_JP - p. 7
まとめ 損失カリキュレータの精度を検証するために 表 1 のパラメータに基づく回路を実際に作製しました システム効率は自動化された試験セットアップを使って計測しました この試験セットアップは 1 ~ 20 A の効率を 1 A ステップで効率曲線に表示するために 入力電圧 / 電流と出力電圧 / 電流を自動的に設定します また 計測と計測の間には十分な安定化時間を設け MOSFET ダイ温度の安定化を図りました 計測結果と計算結果の比較を図 5 に示します この図から 計測結果と計算結果の効率曲線は良好に一致していると言えますが 少し差が見られます この差は下記により生じます 基板の設計 計算で無視した各種の損失 計測誤差プリント基板上の素子の配置と素子間の接続形態はシステムの動作と効率に非常に大きく影響します この影響は 特にスイッチング周波数と負荷電流が高くなるにつれ顕著となります 回路基板上の銅箔トレースによって寄生インダクタンスおよび容量が増加し 結果とし損失が生じます しかし 多くの場合 この損失の計算は困難であり時間を浪費します 素子のパッケージングもシステムに寄生容量を追加する要因となります 電源素子が互いに接近していると 温度の影響により電力損失が増加します 例えば 高温になる MOSFET をインダクタの近くに配置すると インダクタの温度が上昇して直列抵抗値成分が増加し 結果として電力損失が増加します 本書ではこれらの付加的損失を考慮しておらず 本システムにおける効率の計算値と計測値の差異の大部分はこれらの損失に起因します 既に述べたように 本書ではローサイド MOSFET のスイッチング損失とインダクタのコア損失は無視可能であると仮定しています その他の電力損失要因 ( システムの入力および出力コンデンサの損失 インダクタの温度上昇による電力損失の増加を含む ) も 本書で言及した損失に比べると非常に微小です 本書では 繰り返し計算せずにインダクタ損失を求めています 従って インダクタ温度の上昇にともなって実際の損失は増加する可能性があります これらの微小な損失要因を全て合わせると システムレベルで無視できない電力損失となる場合があります 計測精度も計測結果と計算結果の比較に影響します システムの運転と計測に使う全ての電源 マルチメータ 電子的負荷 シャント抵抗には微小な誤差が含まれます 特に 回路基板との接続に長いリード線を使うと これらの誤差は大きくなります 計算値と計測値の間に小さな差異があっても 計算で求めた効率曲線は回路設計に大いに役立ちます これらの曲線に基づいてシステムを変更する事により 素早く効率的に回路を最適化できます Efficiency 図 5: 100% 80% 60% 40% 20% 参考資料 Calculated Measured 00% 0 5 10 15 20 Load Current (A) 計測結果と計算結果の比較 Anderson, L.B. and Anderson, R.L.- Fundamentals of Semiconductor Devices, McGraw-Hill, 2005. Mohan, N., Undeland, T.M. and Robbins, W.P.- Power Electronics:Converters, Applications, and Design, John Wiley & Sons, 2003 Pressman, A.I., Billings, K. and Morey, T. - Switching Power Supply Design, McGraw-Hill, 2009. DS01471A_JP - p. 8 2012 Microchip Technology Inc.
補遺 A: MICROSOFT OFFICE EXCEL でマクロを有効にする方法 本書に記載した損失カリキュレータの各種機能を実行するにはマクロが必要です 従って 損失カリキュレータをご使用になる際に Microsoft Office Excel でマクロを有効にする必要があります Excel 2003 および 2007 でマクロを有効にする方法は以下の通りです A.1 Excel 2003 Excel 2003 では下記の方法でマクロを有効にします 1. [ ツール ] メニューを選択する 2. メニューリストから [ マクロ ] を選択する 3. [ セキュリティ ] を選択する 4. [ 中 ] オプションを選択する 5. [OK] をクリックする A.2 Excel 2007 Excel 2007 では下記の方法でマクロを有効にします 1. 左上の [Office] ボタンをクリックする 2. メニューの最下段にある [Excel のオプション ] ボタンをクリックする 3. Excel のオプション ダイアログの左側のパネルで [ セキュリティセンター ] ボタンをクリックする 4. 右側のパネルで [ セキュリティセンターの設定 ] ボタンをクリックする 5. セキュリティセンター ウィンドウの左側のパネルで [ マクロの設定 ] を選択する 6. [ すべてのマクロを有効にする...] を選択する 7. [OK] をクリックして設定を終了する 補遺 B: MICROSOFT OFFICE EXCEL を使った損失カリキュレータのレイアウトと操作方法 B.1 損失カリキュレータのレイアウト損失カリキュレータツールは下記の8つのワークシートにより構成されます Instructions - Excel でマクロを有効にする手順 ツール内の各ワークシートに関する簡単な説明 MOSFET パラメータの定義を表示します Graph - Operating Conditions シートでの計算から生成した効率曲線を表示します [Auto Clear Charts] チェックボックスを ON にするか [Clear Charts] ボタンを押さない限り それまでに生成された曲線は消去されません GraphData - Graph シートに表示されている全てのグラフの数値データを表示します このシートを使って同一ステップサイズを持つ他の効率曲線を追加したり 計測した効率曲線を計算した曲線と比較したりできます このシートには各曲線の全てのシステムパラメータが一覧表示されるため 複数の曲線を容易に比較できます Efficiency - RUN ボタンをクリックすると 総システム効率に加えて全てのシステム損失の計算結果が表示されます 伝導損失は RDS(on) とダイ温度の関係を考慮した繰り返し計算により算出されます この計算では RDS(on) と接合部温度は線形関係にあると仮定しています Operating Conditions - ツールのメインとなるシートです このシートでは 電源の全ての動作条件とデバイスパラメータを入力します MOSFET ドライバ インダクタは それぞれ専用のワークシートから選択します MOSFETs - ツール内で現在利用可能な全ての MOSFET の一覧を表示します ユーザはこのシートに新たな MOSFET を追加できます Operating Conditions シートで使用する MOSFET を選択するには 対応する製品番号を右クリックし [Select as HS MOSFET...] または [Select as LS MOSFET...] を選択します Drivers - ツール内で現在利用可能な全ての MOSFET ドライバの一覧を表示します ユーザはこのシートに新たな MOSFET ドライバを追加できます Operating Conditions シートで使用する MOSFET ドライバを選択するには 対応する製品番号を右クリックし [Select as Driver...] を選択します Inductors - ツール内で現在利用可能な全てのインダクタの一覧を表示します ユーザはこのシートに新たなインダクタを追加できます Operating Conditions シートで使用するインダクタを選択するには 対応する製品番号を右クリックし [Select as Inductor...] を選択します 2012 Microchip Technology Inc. DS01471A_JP - p. 9
DS01471A_JP - p. 10 2012 Microchip Technology Inc. B.2 ツールの操作方法 損失カリキュレータを開くと ワークブック内の Operating Conditions シートが表示されます このシートは実質的にカリキュレータのコントロールパネルとして機能します ( 図 B-1 参照 ) このシートには システムの全ての動作条件 ( 入力電圧 出力電圧 最大負荷電流 ステップサイズ スイッチング周波数 ドライバ V DD 周囲温度 制限抵抗等 ) を入力する必要があります ハイ Operating Conditions シート MOSFETs シートからデバイスを選択する 図 B-1: OPERATING CONDITIONS ワークシートで使用するデバイスの選択 サイドおよびローサイド MOSFET MOSFET ドライバ インダクタは ワークブック内のそれぞれに専用のワークシートから選択します これらのデバイスを選択するには 対応するワークシート内の該当するデバイス行を右クリックし [Select as [device type]...] を選択します ([device type] は HS MOSFET LS MOSFET Driver Inductor のいずれか ) すると そのデバイスが自動的に Operating Conditions シートに追加されます ( 図 B-1 参照 ) AN1471
Operating Conditions シートには下記を操作できます [RUN] ボタン [Clear Charts] ボタン [Auto Clear Charts] チェックボックス [RUN] ボタンをクリックするとメインマクロが起動し ユーザが入力したパラメータに基づいて全てのシステム損失と効率を計算します このマクロは 2 つの効率グラフも生成します 1 つは Operating Conditions シートに表示され もう 1 つは全画面グラフとして Graph シートに表示されます ユーザは素子の組み合わせを変更しながら何回でも計算を実行でき それらの効率データは全てグラフ上で消去されずに保持され データ値は全て [GraphData] シートに保存されます 1 つのグラフに複数の効率曲線を表示して比較できるため 素子を変更した事によるシステムへの影響を簡単に評価できます また重要なシステムパラメータも全て GraphData シート内の所定のセル領域に保存されます このため 表示中の各効率曲線の計算に使った素子とパラメータを調べる事ができます 図 B-2 に 2 つの効率グラフを表示した GraphData シートのスクリーンショットを示します 2 つの効率曲線の差異は 使用インダクタの違いによるものであり システム内の他のパラメータは全て同じです [Clear Charts] ボタンをクリックすると 2 つのグラフと GraphData シートから全てのデータが消去されます [Auto Clear Charts] チェックボックスを ON にしておくと [RUN] ボタンをクリックするたびにグラフデータが自動的に消去されます グラフに表示中のデータが存在する場合 Operating Conditions シートの Maximum Load Current セルと Step Size セルはロックされます これにより 後からグラフに追加される全ての曲線のスケールとステップ数が固定されます [Clear Charts] ボタンをクリックしてグラフをクリアすると これらのセルのロックは解除されます Operating Conditions シートに必要な全ての値を入力しない限り カリキュレータは動作しません システムパラメータに関しては 全てのセルに値を入力する必要があります デバイスに関しては 背景色が灰のセルが実行に必要なセルです その他のセルもデバイスに関する重要な情報ですが 値を入力しなくても計算の実行は可能です 100% 80% Efficiency 60% 40% 20% (1) MCP87050 MCP87022 (2) MCP87050 MCP87022 0% 0 5 10 15 20 Load Current (A) 図 B-2: GRAPH シートに表示した複数曲線のグラフ 2012 Microchip Technology Inc. DS01471A_JP - p. 11
補遺 C: 式 C-1: その他の計算式 ハイサイド MOSFET の実効値電流 I -- 1 DS( RMS) 3 DC I I RIP OUT + ----------- 2 I I RIP OUT ----------- I I RIP OUT + ----------- I I RIP = + + ----------- OUT 2 DC = デューティサイクル I OUT = 出力電流 I RIP = リップル電流 式 C-2: ローサイド MOSFET の実効値電流 1 I I -- DS( RMS) ( 1 DC) I RIP 3 OUT + ----------- 2 I I RIP OUT ----------- I I RIP OUT + ----------- I I RIP = + + OUT ----------- 2 式 C-3: リップル電流 ( V I IN V OUT ) DC RIP = ----------------------------------------------- L F SW L = インダクタンス DS01471A_JP - p. 12 2012 Microchip Technology Inc.
マイクロチップ社製デバイスのコード保護機能に関して次の点にご注意ください マイクロチップ社製品は 該当するマイクロチップ社データシートに記載の仕様を満たしています マイクロチップ社では 通常の条件ならびに仕様に従って使用した場合 マイクロチップ社製品のセキュリティレベルは 現在市場に流通している同種製品の中でも最も高度であると考えています しかし コード保護機能を解除するための不正かつ違法な方法が存在する事もまた事実です 弊社の理解ではこうした手法は マイクロチップ社データシートにある動作仕様書以外の方法でマイクロチップ社製品を使用する事になります このような行為は知的所有権の侵害に該当する可能性が非常に高いと言えます マイクロチップ社は コードの保全性に懸念を抱くお客様と連携し 対応策に取り組んでいきます マイクロチップ社を含む全ての半導体メーカーで 自社のコードのセキュリティを完全に保証できる企業はありません コード保護機能とは マイクロチップ社が製品を 解読不能 として保証するものではありません コード保護機能は常に進歩しています マイクロチップ社では 常に製品のコード保護機能の改善に取り組んでいます マイクロチップ社のコード保護機能の侵害は デジタルミレニアム著作権法に違反します そのような行為によってソフトウェアまたはその他の著作物に不正なアクセスを受けた場合は デジタルミレニアム著作権法の定めるところにより損害賠償訴訟を起こす権利が 本書に記載されているデバイスアプリケーション等に関する情報は ユーザの便宜のためにのみ提供されているものであり 更新によって無効とされる事があります お客様のアプリケーションが仕様を満たす事を保証する責任は お客様にあります マイクロチップ社は 明示的 暗黙的 書面 口頭 法定のいずれであるかを問わず 本書に記載されている情報に関して 状態 品質 性能 商品性 特定目的への適合性をはじめとする いかなる類の表明も保証も行いません マイクロチップ社は 本書の情報およびその使用に起因する一切の責任を否認します マイクロチップ社の明示的な書面による承認なしに 生命維持装置あるいは生命安全用途にマイクロチップ社の製品を使用する事は全て購入者のリスクとし また購入者はこれによって発生したあらゆる損害 クレーム 訴訟 費用に関して マイクロチップ社は擁護され 免責され 損害をうけない事に同意するものとします 暗黙的あるいは明示的を問わず マイクロチップ社が知的財産権を保有しているライセンスは一切譲渡されません 商標マイクロチップ社の名称とMicrochipロゴ dspic FlashFlex KEELOQ KEELOQ ロゴ MPLAB PIC PICmicro PICSTART PIC 32 ロゴ rfpic SST SST ロゴ SuperFlash UNI/O は 米国およびその他の国におけるマイクロチップ テクノロジー社の登録商標です FilterLab Hampshire HI-TECH C Linear Active Thermistor MTP SEEVAL Embedded Control Solutions Company は 米国におけるマイクロチップ テクノロジー社の登録商標です Silicon Storage Technology は その他の国におけるマイクロチップ テクノロジー社の登録商標です Analog-for-the-Digital Age Application Maestro BodyCom chipkit chipkit ロゴ CodeGuard dspicdem dspicdem.net dspicworks dsspeak ECAN ECONOMONITOR FanSense HI-TIDE In-Circuit Serial Programming ICSP Mindi MiWi MPASM MPF MPLAB 認証ロゴ MPLIB MPLINK mtouch Omniscient Code Generation PICC PICC-18 PICDEM PICDEM.net PICkit PICtail REAL ICE rflab Select Mode SQI Serial Quad I/O Total Endurance TSHARC UniWinDriver WiperLock ZENA Z-Scale は 米国およびその他の国におけるマイクロチップ テクノロジー社の登録商標です SQTP は 米国におけるマイクロチップ テクノロジー社のサービスマークです GestICとULPPは その他の国におけるMicrochip Technology Germany II GmbH & Co. & KG ( マイクロチップ テクノロジー社の子会社 ) の登録商標です その他 本書に記載されている商標は各社に帰属します 2012, Microchip Technology Incorporated, Printed in the U.S.A., All Rights Reserved. ISBN: 978-1-62076-707 -8 QUALITY MANAGEMENT SYSTEM CERTIFIED BY DNV == ISO/TS 16949 == マイクロチップ社では Chandler および Tempe ( アリゾナ州 ) Gresham ( オレゴン州 ) の本部 設計部およびウェハー製造工場そしてカリフォルニア州とインドのデザインセンターが ISO/TS- 16949:2009 認証を取得しています マイクロチップ社の品質システムプロセスおよび手順は PIC MCU および dspic DSC KEELOQ コードホッピングデバイス シリアル EEPROM マイクロペリフェラル 不揮発性メモリ アナログ製品に採用されています さらに 開発システムの設計と製造に関するマイクロチップ社の品質システムは ISO 9001:2000 認証を取得しています 2012 Microchip Technology Inc. DS01471A_JP - p. 13
各国の営業所とサービス 北米本社 2355 West Chandler Blvd. Chandler, AZ 85224-6199 Tel:480-792-7200 Fax:480-792-7277 技術サポート : http://www.microchip.com/ support URL: www.microchip.com アトランタ Duluth, GA Tel:678-957-9614 Fax:678-957-1455 ボストン Westborough, MA Tel:774-760-0087 Fax:774-760-0088 シカゴ Itasca, IL Tel:630-285-0071 Fax:630-285-0075 クリーブランド Independence, OH Tel:216-447-0464 Fax:216-447-0643 ダラス Addison, TX Tel:972-818-7423 Fax:972-818-2924 デトロイト Farmington Hills, MI Tel:248-538-2250 Fax:248-538-2260 インディアナポリス Noblesville, IN Tel:317-773-8323 Fax:317-773-5453 ロサンゼルス Mission Viejo, CA Tel:949-462-9523 Fax:949-462-9608 サンタクララ Santa Clara, CA Tel:408-961-6444 Fax:408-961-6445 トロント Mississauga, Ontario, Canada Tel:905-673-0699 Fax:905-673-6509 アジア / 太平洋アジア太平洋支社 Suites 3707-14, 37th Floor Tower 6, The Gateway Harbour City, Kowloon Hong Kong Tel:852-2401-1200 Fax:852-2401-3431 オーストラリア - シドニー Tel:61-2-9868-6733 Fax:61-2-9868-6755 中国 - 北京 Tel:86-10-8569-7000 Fax:86-10-8528-2104 中国 - 成都 Tel:86-28-8665-5511 Fax:86-28-8665-7889 中国 - 重慶 Tel:86-23-8980-9588 Fax:86-23-8980-9500 中国 - 杭州 Tel:86-571-2819-3187 Fax:86-571-2819-3189 中国 - 香港 SAR Tel:852-2943-5100 Fax:852-2401-3431 中国 - 南京 Tel:86-25-8473-2460 Fax:86-25-8473-2470 中国 - 青島 Tel:86-532-8502-7355 Fax:86-532-8502-7205 中国 - 上海 Tel:86-21-5407-5533 Fax:86-21-5407-5066 中国 - 瀋陽 Tel:86-24-2334-2829 Fax:86-24-2334-2393 中国 - 深圳 Tel:86-755-8864-2200 Fax:86-755-8203-1760 中国 - 武漢 Tel:86-27-5980-5300 Fax:86-27-5980-5118 中国 - 西安 Tel:86-29-8833-7252 Fax:86-29-8833-7256 中国 - 厦門 Tel:86-592-2388138 Fax:86-592-2388130 中国 - 珠海 Tel:86-756-3210040 Fax:86-756-3210049 アジア / 太平洋インド - バンガロール Tel:91-80-3090-4444 Fax:91-80-3090-4123 インド - ニューデリー Tel:91-11-4160-8631 Fax:91-11-4160-8632 インド - プネ Tel:91-20-2566-1512 Fax:91-20-2566-1513 日本 - 大阪 Tel:81-6-6152-7160 Fax:81-6-6152-9310 日本 - 東京 Tel:81-3-6880-3770 Fax:81-3-6880-3771 韓国 - 大邱 Tel:82-53-744-4301 Fax:82-53-744-4302 韓国 - ソウル Tel:82-2-554-7200 Fax:82-2-558-5932 または 82-2-558-5934 マレーシア - クアラルンプール Tel:60-3-6201-9857 Fax:60-3-6201-9859 マレーシア - ペナン Tel:60-4-227-8870 Fax:60-4-227-4068 フィリピン - マニラ Tel:63-2-634-9065 Fax:63-2-634-9069 シンガポール Tel:65-6334-8870 Fax:65-6334-8850 台湾 - 新竹 Tel:886-3-5778-366 Fax:886-3-5770-955 台湾 - 高雄 Tel:886-7-213-7828 Fax:886-7-330-9305 台湾 - 台北 Tel:886-2-2508-8600 Fax:886-2-2508-0102 タイ - バンコク Tel:66-2-694-1351 Fax:66-2-694-1350 ヨーロッパオーストリア - ヴェルス Tel:43-7242-2244-39 Fax:43-7242-2244-393 デンマーク - コペンハーゲン Tel:45-4450-2828 Fax:45-4485-2829 フランス - パリ Tel:33-1-69-53-63-20 Fax:33-1-69-30-90-79 ドイツ - ミュンヘン Tel:49-89-627-144-0 Fax:49-89-627-144-44 イタリア - ミラノ Tel:39-0331-742611 Fax:39-0331-466781 オランダ - ドリューネン Tel:31-416-690399 Fax:31-416-690340 スペイン - マドリッド Tel:34-91-708-08-90 Fax:34-91-708-08-91 イギリス - ウォーキンガム Tel:44-118-921-5869 Fax:44-118-921-5820 11/29/12 DS01471A_JP - p. 14 2012 Microchip Technology Inc.