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デジタル制御とは

■デジタル制御について

電源回路におけるデジタル制御には以下のものがあります。

1. 電源内部における定電圧制御をアナログでなくデジタル回路によってフィードバックするもの。
2. 外部とデジタル信号によって設定を変えられるもの。

(1)と(2)の両方をデジタルで制御するものをフルデジタル制御と呼んでいます。

アナログ制御とデジタル制御

■アナログ制御

アナログ制御の電源は、出力電圧を基準電圧と比較し、その誤差電圧をパルス幅変調(PWM)回路へ送り、その信号量をPWMで必要とされるパルス幅に変換し、ドライバを通してMOSFETをスイッチさせることで、出力を安定化させます。

■デジタル制御

デジタル制御の電源は、出力電圧をA-Dコンバータでデジタル値に変換し、設定した基準電圧値と比較します。誤差があれば、プロセッサで誤差電圧値を必要とされるパルス幅に変換し、ドライバを通してMOSFETをスイッチさせ、出力を安定化させます。 また、 デジタル回路のレジスタに情報を書き込むことで、出力電圧の変更、シーケンスの変更などの設定が可能です。

PMBusとは

PMBus(Power Management Bus)とは、電源メーカや半導体メーカが提携して制定した、オープンスタンダードのデジタル電源制御プロトコルです。必要なコマンド言語を定義することにより、各電源間での通信を容易にします。1組(2線)のバスライン上で複数の電源を接続でき、制御可能です。

デジタル電源の機能

■出力電圧の変更

PMBusによるデジタル通信により、リアルタイムに出力電圧を変更することができます。

■シーケンスの構成

プリント基板上で複数の負荷デバイスへ電源を供給する場合、状況によって「立ち上り、降下のディレイ時間」や「立ち上り、降下のスルーレート」などのシーケンスが必要になります。 PMBusを用いてデジタル回路のレジスタの設定を変えるだけで、自由自在にシーケンスを変更することができます。

■動作状況の監視(モニター機能)

アナログ制御方式では、出力電流を確認するにも回路を切断し、電流を測定する必要がありましたが、デジタル制御方式では、入力電圧、出力電圧、出力電流、電源の温度など、動作状況をモニタリングできます。