スイッチングレギュレータにおけるフットプリントの小型化

非絶縁型スイッチングレギュレータは、負荷に直接接続、または分散型電源アーキテクチャの一部として、長い間DC電源レールを低電圧または高電圧に効率的に変換する主力製品でした。1950年代の最初の設計では真空管が使用され、以前の「リニアレギュレータ」アプローチと比較して変換効率が劇的に改善し、扱いにくい機械式「バイブレータ」でしか実用的でなかったDC電圧ブーストの可能性も開かれました。1970年代になって初めて、「電圧モード」制御を使用した最初のスイッチモード電源ICコントローラであるSilicon General SG1524が登場しました。このデバイスの成功により、さまざまな制御および変換技術を使用した代替手段へのゲートが開かれました。数十年の間にいくつものバイポーラトランジスタのバージョンが更新され、ほぼ例外なくMOSFETに置き換わりました。ダイオードもMOSFETを使用した同期整流器に置き換えられ、現在ではSi-FETでさえ、SiCやGaNなどのワイドバンドギャップ材料に取って代わられようとしています。

スイッチングレギュレータの進化は、その変換効率によって表されます。長年にわたってこの数値は80％+から97％以上に着実に上昇しており、最新の設計ではそれ以上の効率を実現しています。効率が高いほど、ワット/cm³で表される電力密度が高くなりますが、これは特定のコンポーネントから供給できる電力量を表します。より高い電力密度を必要とすることで、データシートにいくつかの「創造性」が示されます。例えば、一部のICレギュレータの数値は、必要なすべての外部コンポーネント、特にかさばるインダクタとコンデンサなしの場合で規定されています。冷却もしばしば問題になり、非常に大きな電力密度は非現実的なエアフローまたは過度に複雑な水冷でしか達成できません。また、ヒートシンクの温度だけでなく、周囲の動作温度範囲も重要です。デバイスが一定の室温を大きく超えてディレーティングする必要がある場合、有効電力はすぐに減少します。

したがって、最適なパフォーマンスを実現するためのすべてのプロセスと設計手法を備えたスイッチングレギュレータモジュールを調達することで、ユーザーは製品開発のリスクを軽減しながら、時間と費用を節約できます。サプライヤと在庫管理の効率化も可能です。異なるサプライヤからの多くのコンポーネントを購入、在庫、処理する労力と比較して、たった一つのコンポーネントで、必要な場合はカスタムマグネットパーツを追加するだけで最高のパフォーマンスが実現できます。節約は、必要に応じてSMDの実装時間、テスト、および認証でも発生します。互換品調達に関する懸念も、モジュールがDOSAなどの機能およびピンアウトの業界標準を満たすことで解決されています。総所有コストが明らかになると、RECOMなどの企業のモジュール式ソリューションが明確な勝者になる可能性があります - 私たちが仕事を行いました。お客様の手間はありません！

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