電源 IC の評価方法（第２回）

DC/DC スイッチング レギュレータ動（機能）特性確認

一般的な電源ICの動特性、機能特性には、以下の評価項目があります。（表３）
以下、測定方法について記載解説をします。

表３

測定方法６： 起動/停止・瞬低・負荷電流連続増加・短絡

1. 入出力電源電圧・スイッチ・ノード（SW）波形、インダクタ電流を観測できるように接続します。
2. 電源側はリモートセンシングを使うことを推奨します。
3. スイッチ・ノードの波形観測を行う場合、オシロスコープの GND を PGND に接続します。

電源 IC の起動/停止時の挙動は、電源IC自身の損傷よりも、電源 IC の出力ラインをソースとする IC の損傷の方が問題になり、 電源立ち上げ/下げシーケンスを組むことがほとんどです。
特に、オーバー/アンダーシュートやラッシュ（突入）電流に注意して評価を進める必要があります。

図１６　測定方法６

起動/停止

図１７　起動波形

電源波形の判断は非常に難しいです。まず、仕様範囲内の電圧・電流であるかを確認し、理解できない動作・挙動については、メーカーに 必ず確認するようにしましょう。

瞬低・スロースタート

図１９　瞬低波形

出力電圧の挙動が負荷・後続段のIC等に影響がないことを常に確認してください。
通常、電源ICはこのような挙動に対して十分な耐量を持ち合わせています。従って、故障を起こすとすれば後続段の素子になります。

負荷電流連続増加・負荷短絡

図２１　負荷電流連続増加

図２２　負荷短絡

測定方法 7：電源 ON/OFF

1. EN（Enable）を常に ON 状態にしておきます。
2. 出来るだけ実ユニットで電源を供給します。（リモートセンシングは不要です）
3. 場合により電源の立ち上げ/下げスピードを変えて評価します。
4. スイッチ・ノードの波形観測を行う場合、オシロスコープの GND を PGND に接続します。
5. 電源を ON 状態にして VOUT が十分に安定するまでの挙動、逆に電源を OFF 状態にして VOUT が十分に安定するまでの挙動を観測します。

電源の ON/OFF を連続的に行うと電源ICが安定する間に過電流が流れ、熱破壊を起こすことがあります。

測定方法 8：EN ON/OFF

1. 電源を常に ON 状態にしておきます。
2. EN を ON/OFF します。(制御をファンクションジェネレータ等で行うこともあります)
3. スイッチ・ノードの波形観測を行う場合、オシロスコープの GND を PGND に接続します。
4. EN を ON 状態にして VOUT が十分に安定するまでの挙動、逆に EN を OFF 状態にして VOUT が十分に安定するまでの挙動を観測します。

EN の ON/OFF を連続的に行うと電源ICが安定する間に過電流が流れ、熱破壊を起こすことがあります。

図２６　EN ON/OFF インターバル

測定方法 9：過電圧保護

1. 入出力電源電圧・スイッチ・ノード（SW）波形、インダクタ電流を観測できるように接続します。
2. 電源側はリモートセンシングを使うことを推奨します。
3. スイッチ・ノードの波形観測を行う場合、オシロスコープの GND を PGND に接続します。
4. 過電圧試験を行う端子へ電圧を印加します。規定の電圧を超えた状態で過電圧保護が掛かることを確認します。

過電圧は、電源 IC の出力特性により、DC 印加あるいはパルス印加を選択します。状況によっては、IC の損傷を伴います。

図２７　測定方法９

電源 IC の評価方法を通して、電源 IC の仕様書にどのようなことが記載されているのか、おぼろげながらでも理解できたのではないでしょうか。 実際にはプローブを狭いところに立て、電流源であるインダクタの様子を伺いながら、大電力の出力を数100KHzのオーダーで観測します。 そのため、ふとした動作がICの異常・損傷を招き評価をやり直すようなこともしばしばです。

どうぞ、そんな時にはその挙動をしっかりとノートにとり、対象電源の仕様書をきちんと読みどのような機能がどのような振る舞いをしたのか 推測してください。皆様の業務にお役に立てれば幸いです。〈完〉