次世代LSIのための1V電源用同期整流方式DC-DCコンバータに関する基礎研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11750236
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 石塚 洋一 長崎大学, 工学部, 助手 (50284708)
• Keywords: アクティブクランプ回路 / 同期整流方式 / 零電圧スイッチング / DC-DCコンバータ / SIトランジスタ / MOSFET

Research Abstract

本研究の目的は,出力負荷側に高速スイッチング,低抵抗特性の同期整流用スイッチ,スイッチとキャパシタからなるアクティブクランプ回路および零電圧スイッチングを行う主スイッチを持つ昇降圧形,フォワード形,ハーフブリッジ等のDC-DCコンバータを用いて,出力電圧3Vおよび1.2Vの低電圧直流電源の設計基準を図ることである。これに伴ない,今年度は,まず,パーソナルコンピュータにて回路シミュレーションソフトPspiceを用いてのシミュレーションによる理論解析と実験によるスイッチ素子などの検証を行った。詳細は以下の通りである。
(1)まず,出力電圧E_0として5V,出力電流5A,入力電圧E_<dc>48Vのアクティブクランプ回路を持つ同期整流方式に昇降圧形およびフォワード形のDC-DCコンバータの設計を行い,特性の理論的解析を行った。
(2)特に,同期整流用スイッチの効果を検証するため,従来の整流用ダイオードを用いた回路方式との比較,検討を行った。この実験を行う際,主スイッチ素子,同期整流用スイッチ素子としてはSIトランジスタ,MOSFETなどについて検討を行った。コンバータを用いて,出力電圧を3V〜5Vの範囲で変化させ,回路各部における電力損失の検討を行った。その際に備品として購入したソニーテクトロニクス(株)・デジタルオシロスコープTDS380Pを使用した。
(3)さらに,損失成分を考慮した各回路素子のモデル化を行ない,回路シミュレータPspiceにより実験結果の理論的検証を行っているところである。