ここではよく電源ICで備わっている保護回路について説明します。
サーマルシャットダウン
サーマルシャットダウンは、ICのTj(ジャンクション温度)が最大定格の前後まで上昇した際にICの破壊、特性劣化や誤動作防止を事前に防ぐ機能です。
Tjが最大定格前後まで上昇すると、サーマルシャットダウンが動作し、スイッチング動作を停止させ出力がOFFになります。
さらにサーマルシャットダウンに限らず、保護機能にはラッチタイプとリセット(自動復帰)タイプの2種類があり、シャットダウン後の動作が異なります。
リセットタイプ
シャットダウン後、温度が設定値まで下がるとICの動作が自動的に復帰し、スイッチングが始まります。
再起動後も過負荷状態が続いている場合、再度Tjが上昇してしまうので、サーマルシャットダウン⇔自動復帰を繰り返します。
ラッチタイプ
シャットダウン後、温度が下がったとしてもICはシャットダウンを継続します。
再度ICを動作させるためにはICの電源を入れなおす必要があります。
UVLO (Under Voltage Lock Out)
低電圧誤動作防止機能を指しますが、一般的にUVLOと呼ばれている機能です。
入力電圧がICの入力電圧範囲外に誤動作しないようにICの動作をOFFにする機能です。
動作範囲外の入力電圧では回路が想定外の動作をしてしまう可能性があり、このような障害を事前に防止する機能です。
図3. UVLO動作時の入力電圧とスイッチングの関係
OCP (Over Current Protection)
OCPは過電流保護機能とも呼ばれます。
出力電流が想定以上に大きくなった場合、動作不具合や劣化、IC自身や接続された他の回路が破壊する可能性があります。
OCPが働くことで、ある電流値で制限がかかり、これ以上電流が流れないように保護されます。
OCPの種類はデバイスごとに異なり、垂下特性、フの字特性 等が存在します。
垂下保護
出力電流IoutがLimit値を保持し出力電圧が垂下する特性
フの字保護
出力電流IoutがLimit値に到達後、出力電圧、出力電流が共に低下する特性
垂下 + フの字の複合保護
OCPの最初は垂下特性である点からフの字特性に移行する特性
図6. OCP 垂下+フの字の複合特性
パワーグッド機能(PGOOD)
パワーグッド機能は電源ICの出力電圧が規定値になっていることを示す(フラグを出力する)機能です。
後段のシステムに供給する電源が問題なく立ち上がったか、安定動作後も出力電圧が異常値になっていないか監視することができます。
また決まった順番で電源ICを起動させるシーケンスを組みたいときなどに使用される機能です。
図7. MCUがPGOODで出力を監視する例
図8. PGOODで電源シーケンスを構成する例
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