DN282 SLIC 用電源およびRF 用電源の部品点数の - リニアテクノロジー

SLIC用電源およびRF用電源の部品点数の削減と効率の向上
− デザインノート282
Tick Houk
はじめに
負出力電圧の非絶縁型電源は、誤差アンプへの帰還電圧の
レベル・シフトのために、オペアンプと他の追加回路を必
要とします。SLIC
（加入者線インタフェース回路）
用電源の
ようなアプリケーションでは、この追加回路によりコスト
が増加し、PCボードの追加スペースが必要になりますが、
システム性能は向上しません。
LTC ® 3704は高性能、シングルエンドの電流モードDC/
DCコントローラICで、NFBピンを使って負出力電圧を直接
センスすることができます。I C に内蔵されているユニ
ティ・ゲインの反転アンプは、高精度バンドギャップ電圧
リファレンスと組み合わされて、−1.230Vの入力を与えま
す。これは負出力電圧とグランド間の抵抗分割器に直接接
続することができます。No RSENSETM電流モード・コント
ロール、プログラム可能な動作周波数（50kHz∼1MHz）、
同期機能、広い入力範囲
（2.5V∼36V）
などの追加機能によ
り、効率が改善され、設計がはるかに簡単になります。
LTC3704は小型10ピンMSOPパッケージで供給されま
す。
フィードバックが簡単なLTC3704を使ったデュアル出力の
SLIC用電源
加入者線インタフェース回路
（SLIC）
用に設計されたデュア
ル出力のテレコム用電源を図1に示します。SLIC用電源へ
の入力は何らかの形式のバッテリ
（たとえば、鉛蓄電池やリ
チウムイオン）
なので、ACラインの停電
（または節電目的の
計画的停電）時にPOTS(旧式の簡単な電話システム)でも通
話時間を延長することができます。ループのインピーダン
スを補償するため、出力電圧は一般にローカル・ハブ局か
ら家庭やオフィスまでの加入者線の長さに比例します。複
数出力の電源を使って、ハブからの距離が異なるユー
ザー・グループに電力を供給します。
このSLIC用電源はLTC3704の負帰還入力
（NFB）
の利点を
利用しているので、追加のオペアンプは不要です。−24V
出力は直接安定化されており、−72V出力は−24V出力に
巻線を追加することによって得られます。
、LTCとLTはリニアテクノロジー社の登録商標です。
N o R S E N S E はリニアテクノロジー社の商標です。V E R S A - P A C は
Coiltronics, Incの商標です。
GND
•
D1 +
4
+
CC2
100pF
VIN
7V TO 12V
UV + = 5.4V
UV – = 5.0V
R2
150k
1%
R1
49.9k
1%
CIN
220µF
16V
TPS
VOUT1
–24V
200mA
•
T1
1, 2, 3
NFB
•
6
INTVCC
FREQ
GATE
MODE/SYNC
RFB1
2.49k
1%
D3
C5
10µF
25V
X5R
•
LTC3704
RT
120k
C4
10µF
25V
X5R
+
COUT
3.3µF
100V
VIN
ITH
CC1
1nF
D2 +
5
SENSE
RUN
RC
82k
C3
10µF
25V
X5R
f = 200kHz
RFB2
45.3k
1%
GND
M1
+
C1
4.7µF
X5R
RS
0.012Ω
+
VOUT2
–72V
200mA
C2
4.7µF
50V
X5R
DN282 F01
D1 TO D3: INTERNATIONAL RECTIFIER 10BQ060
M1: INTERNATIONAL RECTIFIER IRL2910S
T1: COILTRONICS VP5-0155 (PRIMARY = 3 WINDINGS IN PARALLEL)
図1．LTC3704を使ったデュアル出力のSLIC用電源。フィードバックが簡素化される。
04/02/282
この電源の−24V出力には、入力リップル電流を減らすた電流センス抵抗を使わない、電流モードの−8.0V、1.2Aの
めにSEPICタイプの構成で2次巻線を1つ使います。他方、 RF用電源
−72Vの出力には従来のフライバック・モードで他の2つ図2に示すデザインでは、LTC独自のNo RSENSEテクノロ
の巻線を使います。標準の、6巻線VERSA-PACTM変圧器ジーの利点を利用して、外付けの電流センス抵抗を使わず
（VP5-0155）
が使われており、3つの巻線は並列に1次側にに、真の電流モード・コントロールを実現しています。パ
接続されています。これは高電流の要求（7Vの入力でピーワーMOSFET両端の電圧降下はオン時間にセンスされるの
ク・スイッチ電流はほとんど4Aになることがあります）をで、
「損失なし」のスイッチ電流測定方法で制御ループを実
満たすためです。LTC3704に内蔵されている5.2V LDOに現しています。この技法により、シングルエンドの電流
より、ゲート・ドライバに安定化電源が供給されます。こモード・コンバータで可能な最大効率が実現され、ボード
のゲート・ドライバは非常に大きなパワーMOSFET
（50nC のスペースが減少し、パワーMOSFETのドレインが36V
∼100nC）をドライブできます。
（SENSEピンの絶対最大定格）
以下のアプリケーションの電
源の全体的コストが低下します。この電源の出力電圧と最
LTC3704のプログラム可能な低電圧ロックアウトを利用し大出力電流は、基本設計を修正することなしに、チップ周
て改良されたバッテリ保護
りの部品の選択によって簡単にスケーリングできることに
ほとんどの鉛やリチウムイオンの化学反応では、バッテ注目してください。
リ・セルの深い放電により、バッテリの寿命が大幅に減少
します。そのため、バッテリを監視して、バッテリ電圧が電源の最大出力電流と入力電圧の関係および3Vと5Vの入
危険なレベルに達する前にコンバータをターンオフするこ力電圧での効率と負荷電流の関係をそれぞれ図3と図4に示
とが重要です。図1では、LTC3704のRUNピンが、抵抗します。
R1とR2を使ってバッテリ電圧を監視し、入力電源が5Vよ
り低くなると電源をターンオフします。ノイズ耐性を上げる
ため8%のヒステリシス・レベルが与えられています
（UV+は
3
5.4V）
。
•
•
L1*
2
SENSE
RUN
VIN
ITH
3
4
5
NFB
INTVCC
FREQ
GATE
MODE/SYNC
CC1
4.7nF
GND
L2*
10
0
9
3
CDC
22µF
X5R
M1
LTC3704
RC
14.7k
1
8
7
6
f = 300kHz
CIN
47µF
X5R
COUT
100µF
X5R
RFB1
2.49k
1%
5
DN182 F03
100
D1
95
CVCC
4.7µF
X5R
RT
80.6k
1%
3.5
4
4.5
INPUT VOLTAGE (V)
図3．−8V RF電源の最大出力電流と入力電圧
VIN = 5V
90
GND
RFB2
13.7k
1%
DN282 F02
D1: DIODES INC B320B
L1, L2: BH ELECTRONICS BH 510-1009
M1: SILICONIX Si9426
85
EFFICIENCY (%)
1
VOUT
–8V
1.2A TO
2.5A
IO(MAX) (A)
2
VIN
3V TO
5V
VIN = 3V
80
75
70
65
60
図2．高効率−8V RF電源
55
50
0.001
0.01
0.1
1
OUTPUT CURRENT (A)
10
DN282 F04
データシートのダウンロード
図4．−8V RF電源の効率と出力電流
http://www.linear-tech.co.jp/ds/j3704i.html
お問い合わせは当社または下記代理店まで（50 音順）
東京エレクトロンデバイス株式会社
株式会社トーメンエレクトロニクス
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〒 108-8510 東京都港区港南 1-8-27
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 LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2002

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