電源管理
昇圧コンバータ(Step-Up DC-DC)
入力レールより高い電圧が必要なときの昇圧スイッチングコンバータ。
これは何ですか?
昇圧コンバータは、より低い入力電圧をより高い出力に上げます。入力に蓄積インダクタ、グランドへのスイッチングトランジスタ、出力コンデンサへのフリーホイールダイオード(または同期 FET)。利用可能なレールが負荷の必要電圧より低い場面で使用 — 例:単セル電池で 12 V バックライトを駆動、USB 5 V で 24 V 産業用センサを駆動。
いつ必要ですか?
- 単セル Li-ion(3.0-4.2 V)から 5 V またはそれ以上へ。
- LED バックライトやストリングドライバ(電流モード昇圧)。
- 内部レールに >5 V が必要な USB 駆動デバイス。
- 低い PV 電圧から昇圧するソーラー / エナジーハーベスティングフロントエンド。
- オーディオアンプの電源レール(単電源バッテリから ±15 V まで)。
正しい部品の選び方
- VIN 範囲
- 最悪ケースの最低値(例:放電中 Li-ion の 2.7 V)を含める。
- VOUT(最大)
- 実用上限あり — Vout/Vin が大きいほどデューティ比が 100% に近づく。約 5 倍を超えるなら SEPIC やフライバックを検討。
- IOUT
- 重要:平均インダクタ電流は出力電流よりはるかに大きい(IL = IOUT × VOUT/VIN)。スイッチが耐えられることを確認。
- fSW
- 一般に 500 kHz-2 MHz。高いほど受動素子は小さい。
- 出力タイプ
- 定電圧(最も一般的)または定電流(LED ドライバ)。
Magnias の提供製品
Magnias はポータブル、LED バックライト、小レール昇圧アプリケーション向けの昇圧コンバータを提供。入力範囲 1.8 V〜24 V、出力最高 30 V、スイッチ統合品で最大 2 A。
よくある質問
昇圧コンバータは出力短絡に耐えますか?
明示的に短絡保護がある場合のみ。多くの基本的な昇圧では、スイッチがオフでも入出力ダイオード経路が常に存在するため過熱します。OVP と OCP を備えた品種を選んでください。
昇圧のスイッチノードでリンギングが出るのはなぜ?
入力コンデンサとスイッチ間の寄生インダクタンスが FET ドレインで LC リンギングを発生。小さな RC スナバを追加するか、内部スロウエッジドライバを持つ品種を使う。
昇圧と SEPIC はどちら?
昇圧は常に Vout > Vin が必要。SEPIC は両方扱える — Vin は Vout より高くても低くてもよい。広範囲のバッテリ / ソーラー入力には SEPIC を。