アプリケーションノート 933

ステップアップコントローラを利用した負のバックレギュレータ


要約: このデザインノートでは、負のバックレギュレータアプリケーションで、どのようにステップアップDC-DCコントローラを使用できるかについて説明しています。外部オペアンプで電圧フィードバックを反転することで、このブーストモードDC-DCコントローラは安定化された-3V~-5.2V ECL電源を引き出します。ステップアップDC-DCコントローラのMAX1771が使われています。

関連したアイデアが「EDN」誌の1995年11月9日号に掲載されました。

図1の回路では、負のバックレギュレータアプリケーションにステップアップ(ブースト) DC-DCコントローラを用いています。この回路は光アンプ/ブースタユニットのレーザダイオードに電源を供給できる市販のICがないために開発されたものです。レーザダイオードのアノードはグランドに接続されるため、電源電圧がマイナスでなければなりません。また、電流は160mA~750mAが必要です。

図1. このブーストモードDC-DCコントローラは、外部オペアンプで電圧フィードバックを反転することにより、-5.2VのECL電源から安定化-3Vを発生します。
図1. このブーストモードDC-DCコントローラは、外部オペアンプで電圧フィードバックを反転することにより、-5.2VのECL電源から安定化-3Vを発生します。

このブーストレギュレータICはバックレギュレータ回路内で動作しますが、標準接続法によりQ1を適正に制御することができます。しかし、適正な電圧フィードバックを得るためには出力電圧をオペアンプで反転する必要があります。負荷はIC1のグランド端子ではなく、最も高い電源電圧を基準としているため、コントローラのデューティサイクルを(その端子を基準にしている) VOUTの増加と共に増加させる必要があります。従って、オペアンプはフィードバック信号を反転し、さらにIC1内部の1.5Vスレッショルドに合わせてシフトします。

IC1は非ブートストラップモードに設定されており、外部MOSFET Q1に対して十分なゲート駆動信号(グランド~-5.2V)を提供します。VOUTの設定が-3Vで出力電流が160mAから700mA以上の範囲である場合、この回路の変換効率は84%から87.5%に達します(図2)。

図2. 図1の回路の効率は84%から87.5%に達します。
図2. 図1の回路の効率は84%から87.5%に達します。