電源設計の技術情報サイト

技術資料ダウンロード

2021.04.27 DC/DC

電源シーケンス仕様①:
電源シーケンス仕様および制御ブロック図

汎用電源ICで電源シーケンスを実現する回路

  • Facebookでシェア
  • Twitterでシェア

最初に、実現する電源シーケンス仕様を確認して、実際の回路を設計する前に制御ブロックにより構成を検討します。電源シーケンス仕様は2例用意してありますので、まずは1例目の「電源シーケンス①」から始めます。

電源シーケンス仕様①

仕様①は、3系統の電源のシーケンスを制御します。入出力電圧の仕様と電源構成を以下に示します。

電源シーケンス①を施す3系統の電源回路ブロック例。

今回の設計では、3個の電源ICで構成することにします。電源ICはスイッチングレギュレータ(DC/DCコンバータ)、またはリニアレギュレータ(LDO)を想定します。電源ICの機能として、出力をオン・オフ制御できるイネーブルピンが必要です。

次に、電源の投入および遮断の順序を示します。投入はVOUT1、VOUT2、VOUT3の順で、VOUT1を投入し設定電圧に至ったらVOUT2を投入し、同様に設定電圧に至ったらVOUT3を投入します。遮断は投入とは逆にVOUT3、VOUT2、VOUT1の順で、VOUT3から遮断を始め完了したら次の遮断を開始するシーケンスとします。

ここでは、電源の投入・遮断順の制御を「シーケンス制御」と呼びますが、メーカーやICの種類によっては「トラッキング」と呼んでいる場合があります。基本的に同義と理解してください。

電源シーケンス①の仕様。

制御ブロック図①

シーケンス仕様①を実現する制御ブロック図を示します。

電源シーケンス①を実現する制御ブロック図。

シーケンス仕様①を実現するには3個の電源ICの他に、Power Good機能が4個、Discharge機能が4個、他に抵抗とダイオードが必要なため、それらが制御ブロック図に示されています。ブロック図は機能や動作を示すためにブロック化した図なので、実際の回路に必要となる各ICや回路の外付け部品などは省略されています。以下、各機能や役割の説明です。

  • ・DCDC 1、DCDC 2、DCDC 3は別個の電源ICで、それぞれの出力はイネーブル(EN)ピンによって制御される。
  • ・Power Good 1と2は電源投入時にDCDCの出力電圧を監視し、目標電圧に達すると次に起動するDCDCに”High”(以下”H”)信号を出力する。
  • ・Power Good 3と4は電源遮断時にDCDCの出力電圧を監視し、目標電圧に達すると次に遮断するDCDCへ”Low”(以下”L”)信号を出力する。
  • ・Dischargeブロックは、電源遮断時にDCDCの出力コンデンサに充電されている電荷を急速に放電し出力電圧を降下させることで、電源シーケンスを正常に動作させる。

なお、このブロック図では、DCDCブロックのENとVOUT間、Power GoodブロックのINとPGOOD間、DischargeブロックのINとOUT間は正論理として設計しています。つまり”H”で、DCDCはイネーブル状態、Power Goodは目標電圧に到達、Dischargeは出力がオンになります。また、Power GoodブロックのPGOODピン(出力)とDischargeブロックのOUTピンは、オープンコレクタまたはオープンドレイン形式です。

キーポイント:

・シーケンス①では、3系統の電源を順に投入し、逆順で遮断するシーケンスを達成する。

・設計のために機能ブロックで目的の動作を達成するための構成を考える。

・シーケンス①は、電源IC:3個、Power Good機能:4個、Discharge機能:3個を用いて達成する。

無料ダウンロードはこちら