電圧レギュレータの基礎知識(3/4)

CMOSリニアレギュレータの保護機能

リニアレギュレータは電源ICであるため通常は何かしらの保護機能は備えています。ここでは、主な保護機能について説明していきます。

電流制限・過熱保護

一般的には過電流保護機能として定電流制限回路とフォールドバック回路などがあり、過熱保護機能としてサーマルシャットダウン回路があります。
図14に定電流制限とフォールドバックの動作を示した特性例を示します。出力電流が240mA以上になろうとしたらまず定電流制限回路が動作します。そのまま降下が続くと次にフォールドバック回路が動作し電圧降下とともに出力電流を絞っていきます。最終的には出力端子が短絡状態では出力電流は60mA程度にまで絞られるので、例えば入力電圧が4.0Vの時の熱損失は4V×60mAで約240mW程度に抑えることが出来ます。

(図14)電流制限とフォールドバック動作(XC6504x181)

XC6504x181xR

CE/CL放電

最近のCMOSリニアレギュレータには、レギュレータのオン/オフに同期して出力コンデンサに残った電荷を自動的に放電する機能が付いたものがあります。この機能は後段ICに中間電位が入り誤動作することを防止する為の機能で、各ブロックが電源オフのタイミングと同時にコンデンサに残った電荷を放電できるので、コンデンサの放電時間を待つ時間が短くなり、各ブロックのオン/オフシーケンスが組みやすくなります。図15に高速ディスチャージ機能をもった XC6221シリーズのCE端子によるオフ動作の出力電圧波形を示します。CE端子電圧が0V(L)になるとCLコンデンサの残電荷を高速にディスチャージしている様子が見て取れます。

(図15)高速ディスチャージ波形(XC6221シリーズ)

XC6221A 高速ディスチャージなし

XC6221B 高速ディスチャージあり

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