ROHM推出追求電源IC響應性能極限之先進電源技術「QuiCur™」 元件數量更少 運行更穩定 有助減少電源電路設計工時
半導體製造商ROHM(總公司:日本京都市)開發了一種新的電源技術「QuiCurTM」,可改善包括DC/DC轉換IC等各種電源IC的負載響應特性*1(以下稱為響應性能,指後段電路工作時的響應速度和電壓穩定性)。
近年來,各個應用領域都在加速數位化進程,而隨著所安裝的電子元件數量增加,應用產品的設計工時也同步增加。其中,電容在很多應用(比如使電路穩定的應用)中被大量使用,因此減少其使用數量的需求也與日俱增。此外,在電源電路中,為了減少規格變更時的設計工時,對響應性能優異、可確保穩定工作的高品質電源IC需求也漸漸提高。由於這些需求也可以說是對電源IC的基本要求,ROHM為了滿足這些需求,研發出了能夠徹底追求電源IC響應性能極限的高速負載響應技術「QuiCurTM」。
為了實現穩定的電源功能,電源IC會內建一種透過時常監測輸出電壓,並藉由與IC內部的基準電壓做比較來微調輸出電壓的電路(以下稱“回授電路”)。如果這種回授電路能夠更快地響應,就可以使輸入電壓和負載電流*1等波動造成的輸出電壓波動在短時間內恢復。但另一方面,如果響應過快,就會造成電路工作不穩定,輸出電壓發生振盪,響應速度也會受到輸出電容的電容量(以下稱“輸出電容容量”)的影響,很難達到所預期的響應性能。
若在電源IC中採用此次新開發的高速負載響應技術「QuiCurTM」,將可以防止電源IC回授電路不穩定,並能確保所預期的響應性能。對於電源IC所需的輸出電容來說,不僅可以將電容量降至更低、減少元件數量和電路板安裝面積,還可對電容量和輸出電壓波動進行線性(常數為負比關係)調整,即使因規格變更導致電容量增加時,也可以輕鬆實現所預期的穩定工作,因此,從元件數量減少和運行更穩定兩方面來看,都非常有助減少電源電路設計工時。
目前ROHM正在加速「QuiCurTM」電源IC的量產並儘早投入市場,計畫於2022年4月開始提供DC/DC轉換IC樣品,於2022年7月開始提供線性穩壓器樣品。
<關於高速負載響應技術「QuiCurTM」>
<QuiCurTM技術詳情>
為了追求電源IC的響應性能極限,QuiCurTM技術精細劃分了響應速度(控制系統)和電壓穩定性(校準系統)的訊號處理任務,解決了傳統電源IC回授電路中存在的兩個問題:「在不安定範圍中的低頻段產生不可使用範圍」、 「零交叉頻率*2(f0)會隨輸出電容的容量而變化」。
針對第一個問題「產生不可使用範圍」,該技術透過在回授電路中,配置不會產生不可使用範圍的專用誤差放大器*3而成功解決。針對第二個問題「零交叉頻率變化」,該技術配置了第二級專用的誤差放大器,並採用了一種可以透過電流驅動來調整其放大增益(Gain)的技術。雖然零交叉頻率會隨所連接的輸出電容容量發生變化,但透過根據該變化調整放大增益,可以將零交叉頻率設定在不安定範圍和穩定控制區域之間的界線上。將這兩個誤差放大器的作用分開來構建的系統,可以廣泛地應用於具有回授電路的DC/DC轉換IC和線性穩壓器等電源IC。