降圧 (バック) レギュレータ

入力電圧をそれより低い出力電圧に効率的に変換

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各種高効率 DC/DC 降圧 (バック) スイッチング レギュレータで構成され、独自のデバイスを 1,000 種類以上取り揃えた、業界で最も包括的な TI の製品ラインアップから、開発に適した製品を選定できます。この包括的な製品ファミリは、フレキシビリティの高いコントローラ IC から、高い統合性とシンプルさを実現する降圧パワー モジュールまで、多様なスイッチング レギュレータで構成されています。1V ~ 100V の入力を受け入れ、50mA ~ 420A を出力するので、開発中システムの要件を満たす降圧型電圧レギュレータとして検討できます。

カテゴリ別の参照

TPS548D26
降圧コンバータ (スイッチ内蔵)

4-V to 16-V, 40-A synchronous D-CAP+™ step-down converter

概算価格 (USD) 1ku | 2.1

TPSM863253
降圧モジュール (インダクタ内蔵)

QFN パッケージ封止、 3V ~ 17V の入力電圧、 3.3V 、 3A 出力、同期整流降圧モジュール

概算価格 (USD) 1ku | 0.6

TPS53689T
降圧 コントローラ (外部スイッチ)

VR14 SVID と PMBus 搭載、デュアルチャネル、8 相降圧、デジタル マルチフェーズ D-CAP+™ コントローラ

概算価格 (USD) 1ku | 3.05

LMR38015
降圧コンバータ (スイッチ内蔵)

スペクトラム拡散機能搭載、80V 入力、1.5A、同期整流降圧 (バック) DC/DC コンバータ

概算価格 (USD) 1ku | 1.067

TPSM861253
降圧モジュール (インダクタ内蔵)

QFN パッケージ封止、 3V ~ 17V の入力電圧、 3.3V 、 1A 出力の同期整流降圧モジュール

概算価格 (USD) 1ku | 0.57

TPS536C9T
降圧 コントローラ (外部スイッチ)

VR14 SVID と PMBus 搭載、デュアルチャネル、12 相降圧、デジタル マルチフェーズ D-CAP+™ コントローラ

概算価格 (USD) 1ku | 4.26

電源のトレンド

電力密度

電力供給量の増加と基板面積の節減を両立します。これは、あらゆる市場の各種アプリケーションと、TI の降圧レギュレータ製品ラインアップに共通するトレンドです。SWIFT™ 降圧レギュレータ ファミリを含め、電力密度の高い各種デバイスで構成された TI の製品ラインアップは、高集積型であり、高性能な機能セットと大電流出力能力をコンパクトな放熱強化パッケージで実現します。

高密度パワー モジュールは、FPGA やプロセッサなどの大電流デジタル負荷に電力を供給するための優れた選択肢です。TI のプロセッサ関連ツールを使用すると、FPGA やプロセッサに電力を供給するための最適な電源デバイスを検索できます。 

ホワイト・ペーパー
Enabling Small, Cool and Quiet Power Modules with Enhanced HotRod™ QFN Packaging
TI の Enhanced HotRod™ QFN パッケージ技術を採用して設計上の課題に対処し、開発中の設計で、より効率的、より少ない発熱、より小さいノイズのデバイスを活用する方法をご確認ください。 
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アプリケーション・ノート
Thermal Comparison of a DC-DC Converter in SOT23 and the New SOT563 (Rev. A)
このアプリケーション ノートは、FCOL (flip-chip on lead:半導体ダイに最小のパッケージとリード端子を追加) SOT-563 パッケージの放熱特性を、従来型のワイヤ ボンド SOT-23 パッケージや FCOL SOT-23 パッケージと比較します。 
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ビデオ
TI のオンライン ツールボックスを活用し、半田ごて使用の実装を開始する前に EMI (電磁干渉) に対処
接合部温度が 10℃ 高くなるごとに、IC が故障する可能性が 2 倍になります (アレニウスの法則)。このトレーニングは、放熱性能を重視してスイッチング レギュレータの設計を最適化する方法と、システムの長期的な信頼性を確保する方法を解説します。
電力密度 に関する主な製品
TPS543620 アクティブ 4V ~ 18V 入力、高度な電流モード、6A 同期整流降圧 SWIFT™ コンバータ
TPSM63603 アクティブ 高密度、3V ~ 36V 入力、1V ~ 16V 出力、3A パワー・モジュール
TPSM82823 アクティブ 2.0mm × 2.5mm × 1.1mm uSiP パッケージ封止、インダクタ内蔵、5.5V 入力、3A 降圧モジュール
低 EMI

降圧レギュレータの EMI 軽減は、多くの電源設計で主要な課題になる可能性があります。EMI 低減テクノロジーを採用したデバイスは、設計期間の短縮や、CISPR 25 Class-5 など厳格な規格への準拠に貢献します。EMI 特性を重視した、TI の主な降圧レギュレータをご確認ください。 

ビデオ
アクティブ EMI フィルタ採用による、フィルタのサイズ小型化とコストの削減
統合を活用し、フィルタのサイズや体積の低減に加え、コストの削減と EMI の低減を実現する方法をご確認ください。このビデオでは、TI の統合型アクティブ EMI フィルタリング (AEF) テクノロジーと、そのテクノロジーを使用して電源サイズの小型化を実現する手法を解説しています。
ホワイト・ペーパー
低EMI設計を電源モジュールで簡素化
パワー モジュールの緊密な統合を活用し、電力密度の向上に加えて、EMI 設計の簡素化を実現する方法をご確認ください。 
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ビデオ
TI のオンライン ツールボックスを活用し、半田ごて使用の実装を開始する前に EMI (電磁干渉) に対処
このトレーニングでは、EMI (電磁干渉) の定義、EMI 対策の目的でデータシートを活用してレイアウトを最適化する方法、伝導型電磁波に対する入力フィルタの影響を解説します。 
低 EMI に関する主な製品
TPS62810-Q1 アクティブ 車載、2mm x 3mm ウェッタブル・フランク QFN パッケージ封止、2.75V ~ 6V、4A 降圧コンバータ
LM25149 アクティブ 超低静止電流 (IQ)、アクティブ EMI フィルタ内蔵、42V、同期整流降圧 DC/DC コントローラ
LMQ61460-Q1 アクティブ 車載、複数のコンデンサ内蔵、3V ~ 36V、6A、低 EMI、低ノイズ、同期整流降圧コンバータ
低静止電流(IQ)

超低スタンバイ静止電流の DC/DC 降圧レギュレータを採用すると、ポータブル アプリケーションやバッテリ動作アプリケーションで軽負荷効率が向上し、バッテリ動作時間を延長できます。TI の降圧レギュレータ製品ラインアップのうち、静止電流 (IQ)が最小である以下の数点のデバイスをご覧ください。

Analog Design Journal
IQ: What it is, what it isn’t, and how to use it
この記事は、静止電流 (IQ) の概念やその測定方法を定義し、静止電流 (IQ) という考え方を活用する設計の検討事項を提示すると同時に、一般的な測定誤差を回避する方法も解説します。 
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ビデオ
静止電流 (IQ) と軽負荷効率
パルス周波数変調 (PFM) を活用し、DC/DC コンバータを採用して軽負荷時に高い効率を実現する方法をご確認ください。
ホワイト・ペーパー
Demystifying Input Supply Current in DC/DC Regulators:From Shutdown to Full Load (Rev. A)
このホワイト ペーパーは、単純に用語を説明してその理解を促進する代わりに、入力電源から降圧レギュレータに流れる電流に注目する方法で、静止電流を取り巻く疑問や当惑を解消します。
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低静止電流 (IQ) に関する主な製品
TPS62840 アクティブ 60nA の静止電流 (IQ)、1.8V ~ 6.5VIN、高効率の 750mA 降圧コンバータ
LMR43620-Q1 アクティブ 車載、低静止電流、 3V ~ 36V 、 2A 、低 EMI 、同期整流降圧レギュレータ
LM25149-Q1 アクティブ 車載対応、超低静止電流 (IQ)、アクティブ EMI フィルタ内蔵、42V、同期整流降圧 DC/DC コントローラ
低ノイズと高精度

一般的なスイッチング レギュレータは、高分解能 ADC や AFE に電力を供給するためにポスト レギュレータ LDO を必要とします。ただし、業界最高のノイズ特性とリップル特性を達成する TPS62912 と TPS62913 を採用すると、大半のアプリケーションで低ノイズ LDO が不要になり、PCB 面積の節減や全体的なコストの削減と同時に、システム効率を向上させることができます。 

ビデオ
高効率 DC/DC コンバータによりノイズと出力リップルを低減
TPS62913 は、ポスト レギュレータ LDO を使用せずに 20μVRMS の出力ノイズを実現することができる、業界初の降圧コンバータです。内蔵のフェライト ビーズ補償機能を活用し、サイズの小型化やコストの削減と同時に効率を向上させる方法を解説します。
アプリケーション・ノート
Powering Sensitive Noise ADC Designs with the TPS62913 Low-Noise Buck Converter
この電源デザインは、低リップルかつ低ノイズの降圧コンバータである TPS62913 を簡単かつ効率的に実装し、ポスト レギュレータ LDO を使用せずに ADC に電力を供給すると同時に、消費電力を 15% 低減する方法を提示します。
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技術記事
降圧レギュレータの出力リップルの理解と制御
適切な外部受動部品を選定し、レイアウトを注意深く決定すると、超小型でコスト効率の優れたソリューションを実現し、開発中のアプリケーションに合わせて出力リップルを最適化することができます。
低ノイズと高精度 に関する主な製品
TPS62912 アクティブ フェライト・ビーズ・フィルタ補償機能を内蔵した、17Vin、2A、低ノイズ、低リップルの降圧コンバータ
TPS62913 アクティブ フェライト・ビーズ・フィルタ補償機能を内蔵した、17Vin、3A、低ノイズ、低リップルの降圧コンバータ

主なアプリケーションの概要

ファクトリ オートメーション / 制御
TI の各種降圧コンバータとモジュールを活用すると、高性能でコスト効率の優れたファクトリ オートメーション システムの設計難易度が低下
HV と EV (ハイブリッド車と電気自動車)
TI の降圧レギュレータ採用で HV と EV (ハイブリッド車と電気自動車) のシステム電源要件に対応
インフォテインメントおよびクラスタ
TI の降圧コンバータとコントローラを採用すると、車載インフォテインメント システムとクラスタ システムで機能を拡張可能
データ センターおよびエンタープライズ コンピューティング
TI の各種 DC/DC コンバータとパワー モジュールは、エンタープライズ アプリケーションで電力密度と熱設計に関する課題の解決に貢献

TI の各種降圧コンバータとモジュールを活用すると、高性能でコスト効率の優れたファクトリ オートメーション システムの設計難易度が低下

電力密度の高い TI の各種降圧レギュレータは、EMI (電磁干渉) の制限に適合し、ファクトリ オートメーション アプリケーションで高い性能を維持すると同時にシステム コストを削減するのに役立ちます。

  • 広い入力電圧範囲に対応し、過渡に対処できる使いやすい各種降圧レギュレータ。
  • 規定の負荷範囲全体で、優れた効率と放熱性能を実現できます。
  • 降圧モジュールはインダクタを内蔵しているため、ソリューション サイズの小型化と部品点数の低減に貢献します。

主なリソース

リファレンス・デザイン
  • TIDA-010048 – チャネル間絶縁型アナログ入力モジュールのリファレンス・デザイン
  • PMP15039 – フィールド・トランスミッタ向け 2 段電源のリファレンス・デザイン
  • PMP15040 – スペースに制約のある産業用センサ向けのワイド入力電圧範囲(Vin)電源のリファレンス・デザイン
製品
  • TPSM365R3 – 3V ~ 36V 入力、1V ~ 13V 出力、0.3A、同期整流降圧コンバータ・パワー・モジュール
  • LMR43620 – 3V ~ 36V、2A、低静止電流 (IQ)、低 EMI、同期整流降圧レギュレータ
  • TPS62A02 – SOT563 と SOT23 の各パッケージ封止、2.5V ~ 5.5V 入力、2A、高効率、降圧コンバータ

TI の降圧レギュレータ採用で HV と EV (ハイブリッド車と電気自動車) のシステム電源要件に対応

設計エンジニアは、克服する必要のある多くの検討事項に取り組むと同時に、コストと基板面積に関する厳格な目標を管理しています。TI はこれらの課題を意識して各種パワー デバイスの設計と開発を実施しました。

  • 高い動作温度範囲。
  • CISPR (Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques:国際無線障害特別委員会) Class 5 のような厳格な電磁適合性規格に対応。
  • 大きい入力過渡条件に対処できる、広い入力電圧範囲への対応能力。
  •  リード付きパッケージとリードなしパッケージの両方が入手可能。

主なリソース

製品
  • TPSF12C3 – 3 相システム向け、同相アクティブ EMI フィルタ (AEF)
  • LMR38020-Q1 – 車載対応、4.2V ~ 80V、2A の同期整流降圧コンバータを採用、SIMPLE SWITCHER® パワー・コンバータ
  • LM5180-Q1 – 車載対応、100V、1.5A の MOSFET 内蔵、65VIN、フォトカプラ不使用のフライバック・コンバータ
設計ツールとシミュレーション
  • LMR38020QEVM – LMR38020-Q1 40μA の静止電流 (IQ)、80V、2A、SIMPLE SWITCHER® 同期整流降圧パワー・コンバータの評価基板

TI の降圧コンバータとコントローラを採用すると、車載インフォテインメント システムとクラスタ システムで機能を拡張可能

現在の車載インフォテインメント システムとクラスタ システムは、現時点でドライバーへの情報伝達、エンターテインメント、接続の確立に役立ちます。未来を視野に入れると、これらのシステム内で機能が増加することが予測されています。つまり、同じ物理空間内に、より多くの処理能力を搭載することになります。これらの次世代システムに電力を供給するために、パワー コンバータは次の 2 つの重要な側面で優れた特性を実現する必要があります。

  • 過熱を引き起こさずに、出力電力/パッケージ サイズの比率を大きくする (小型パッケージで大電力を供給できる)。
  • 伝導型と放射型の各 EMI (電磁干渉) を最小化。

主なリソース

リファレンス・デザイン
  • PMP30670 – 車載対応、広い入力電圧範囲 (VIN)、デジタル・コックピット処理装置向けフロント・エンドのリファレンス・デザイン
  • PMP22030 – Efficient, low-heat, CISPR 25 class 5-compliant power reference design for infotainment display
製品
  • LM61495-Q1 – 車載、電力密度と低 EMI を重視した最適化済み、10A、降圧コンバータ
  • TPS62813-Q1 – 車載対応、固定 Fsw 動作、SYNC (同期型)、2 x 3mm ウェッタブル・フランク・パッケージ封止、2.75V ~ 6V、3A、降圧コンバータ
  • TPS62873-Q1 – 車載対応、2.7V ~ 6V 入力、15A、スタッカブル、同期整流降圧コンバータ

TI の各種 DC/DC コンバータとパワー モジュールは、エンタープライズ アプリケーションで電力密度と熱設計に関する課題の解決に貢献

事業継続性や信頼性の高い通信を実現するうえで、データ センターが不可欠です。TI の各種パワー マネージメント ソリューションは、高性能プロセッサに安定化済み電力を供給し、高可用性と効率の両立に貢献します。

  • 高効率、優れた放熱性能、遠隔測定対応 PMBus はいずれも、データ センターの温度上昇を抑制すると同時に、エネルギーの節減を支援します。
  • 出力フィルタ サイズの小型化を意図した高速過渡応答。
  • 最新の高度なプロセッサに電力を供給する、高精度の出力電圧。

主なリソース

製品
  • TPS54J061 – 600mV のリファレンス電圧搭載、ヒカップ電流制限機能搭載、4V ~ 16V 入力、6A 同期整流降圧コンバータ
  • TPS54KB20 – 4V ~ 16V 入力、25A 出力、リモート センス機能搭載、同期整流降圧コンバータ
ハードウェア開発
  • TPS546D24AEVM – 2phase EVM for TPS546D24A
  • TPS54KB20EVM – TPS54KB20 降圧コンバータの評価基板
  • TPS54J061EVM – 2.7V ~ 16V 入力、6A 降圧コンバータの評価基板
設計ツールとシミュレーション
ソフトウェア開発

設計と開発に役立つリソース

設計ツール
を使用するカスタム設計を作成
WEBENCH® Power Designer を使用すると、要件に基づいて、カスタマイズの電源を作成できます。この環境では、エンド ツー エンドの電源設計機能が利用でき、設計プロセスの全フェーズを通じて時間を節約することができます。
シミュレーション・ツール
TI Design / シミュレーション・ツール向け PSpice®
PSpice® for TI は、各種アナログ回路の機能評価に役立つ、設計とシミュレーション向けの環境です。設計とシミュレーションに適したこのフル機能スイートは、Cadence® のアナログ分析エンジンを使用しています。PSpice for TI は無償で使用でき、アナログや電源に関する TI の製品ラインアップを対象とする、業界でも有数の大規模なモデル・ライブラリが付属しているほか、選択された一部のアナログ動作モデルも利用できます。

設計とシミュレーション向けの環境である PSpice for TI (...)
設計ツール
最も一般的に使用されるスイッチ・モード電源向けの Power Stage Designer™ ソフトウェア・ツール

Power Stage Designer は、電源設計の迅速化に役立つ Java ベースのツールであり、ユーザーの入力に基づいて 21 種類のトポロジで電圧と電流を計算します。さらに、Power Stage Designer は、ボード線図プロット・ツールや、電源設計を容易にすることを意図してさまざまな機能を採用したツールボックスも搭載しています。すべての計算がリアルタイムで実行されるため、新しい電源設計を開始する最も迅速なツールになります。

  • Topology (トポロジ) ウィンドウ) – 複数の入力パラメータに基づき、トポロジ情報と部品ごとの波形を表示
  • Loop Calculator (...)

降圧 (バック) レギュレータ 関連の各種リファレンス・デザイン

セレクションツールを使用すると、お客様のアプリケーションやパラメータに最適なリファレンス・デザインをご覧いただけます。