モノリシックスイッチング電源の応用と開発

現在、中小規模のパワースイッチング電源はモノリシック統合の方向に発展しています。 本稿では、近年導入された各種モノリシックスイッチング電源の性能特性と代表的な用途について詳しく説明します。

モノリシックスイッチング電源集積回路には、高集積、高コスト性能、最も単純な周辺回路、最高の性能指標という利点があり、高効率で電源周波数トランスのない絶縁型スイッチング電源を形成できます。 1990年代半ばから後半に発売された後、強い活力を示しました。 現在、中低電力スイッチング電源、精密スイッチング電源、パワーモジュールの開発に世界で好まれる集積回路となっています。 それによって形成されるスイッチング電源は、同じ電力の線形安定化電源と同等のコストであり、電源効率が大幅に向上し、体積と重量が大幅に削減されます。 これにより、新しいスイッチング電源の普及と普及に有利な条件が生まれます。

スイッチング電源は、高効率で省エネの電源として知られており、安定化電源の開発の方向性を表しており、現在、安定化電源の主流製品となっています。 過去20年間、統合スイッチング電源は次の2つの方向で開発されてきました。

最初の方向は、スイッチング電源のコアユニットである制御回路を統合することです。 1997年に、パルス幅変調（PWM）コントローラー集積回路が最初に海外で開発されました。 Motorola、SiliconGeneral、Unitrodeなどは、多数のPWMチップを次々と発売しました。 代表的な製品には、MC3520とSG3524があります。 、UC3842。 1990年代以降、スイッチング周波数が1MHzの高速PWMおよびPFM（パルス幅変調）チップが、UC1825やUC1864などの海外で開発されてきました。

2番目の方向はセンタリングであり、低電力スイッチング電源はモノリシック統合を実現します。 これは大きく2つの段階に分けられます。1980年代初頭、イタリア-フランス半導体株式会社（SGS-トムソン）が主導権を握り、モノリシックスイッチングレギュレータのL4960シリーズを発表しました。 同社は1990年代にL4970Aシリーズを発表しました。 その特徴は、パルス幅変調器、電力出力段、保護回路などが1つのチップに統合されていることです。 使用する場合は、電力網から絶縁するために電源周波数変圧器を装備する必要があります。 ）、高電流（1.5A〜10A）、高効率（90％以上）のスイッチング電源。 しかし、本質的には、それはまだDC/DC電力変換器です。

1994年、米国のPower Corporationは、世界で最初に3端子絶縁パルス幅変調モノリシックスイッチング電源の開発に成功しました。これは「トップスイッチング電源」として高く評価されました。 第一世代はTOPSwitchシリーズ、第二世代は1997年に発売されたTOPSwitch-IIシリーズです。1998年に同社は高効率、低電力、低コストの4端子のTinySwitchシリーズを発売しました。シングルチップスイッチング電源。 その後、モトローラは1999年にMC33370シリーズ5端子シングルチップスイッチング電源を発表しました。これは高電圧パワースイッチングレギュレータとしても知られています。 現在、シングルチップスイッチング電源は、4つのシリーズと約70種類の製品を形成しています。