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【参考回路例】Onsemi製 電流ブーストレギュレータ(LDO)「NCV4264」を使った 5Vレギュレータ回路

この 5V レギュレータ回路は、Onsemi NCV4264 LDO コンポーネント自体の電流制限 100mA をはるかに上回る、最大 3A の負荷電流能力を提供します。 これは、Onsemi 2N5195G PNP バイパス トランジスタの負荷分散の役割のおかげです。

シミュレーションの最初の 30ms では、負荷スイッチが開いているため、合計負荷電流は 100 オームの固定抵抗を流れます (~50mA = 5V/100 オーム、右側の黄色の波形を参照)。 スイッチが閉じてから次の 50ms の間、負荷電流は約 2.55A に跳ね上がります (つまり、追加の 2.5A が 2 オームのスイッチ抵抗を流れます)。 安定化出力の要求どおり、両方の負荷条件(紫色の波形)で出力電圧が 5V に非常に近いことに注意してください。

これがどのように機能するかをよりよく理解するには、LDO への電流供給の大部分が左側の 15 オームのバイアス抵抗を通過することに注意してください。 左側の茶色と緑色の波形を比較すると、対応する電圧降下が PNP トランジスタのエミッタ - ベース接合間に生じます。 その電流が約40mAを超えて上昇し、トランジスタに十分な(> 0.6V)順バイアスが与えられると、並列経路を通って大きなトランジスタ「ブースト」電流が流れ、負荷に供給されます。 これら 2 つの異なる動作負荷条件下で、「ブースト」電流 (マゼンタの波形) を通常の LDO 電流 (青色の波形) と比較できます。 軽負荷時にはほとんど「ブースト」電流が使用されませんが、重負荷条件下ではほぼすべての電流が供給されます。

回路で使用した部品は以下のリンク先の RSサイトで購入できます。

Onsemi 5V/100mA LDO: NCV4264 (70467199)

Onsemi -4A/-80V PNPトランジスタ: 2N5195G  (70099758)

Kemet 10uF アルミニウム電解コンデンサ: EEV106M050S9GAA  (70971233)

Kemet 1uF セラミック コンデンサ: C1206C105K3RACTU  (70095658)

以下に、Onsemi製LDO 「NCV4264」を搭載した電流ブースト レギュレータの電熱シミュレーション版を示します。

このバージョンの回路では、LDO「NCV4264」とPNPトランジスタ「2N5195G」のデータシートにある「接合部からケースまで」の熱抵抗値が動的熱ネットワークで使用されました。 このネットワークは、サンプル PCB の熱伝達、熱容量、熱結合効果を表します。 外部熱要素の値は、特定のボード実装によって異なります。 ユーザーは、システムのこれらのパラメータやその他のパラメータを変更して、これらの外部実装パラメータに対する臨界接合部温度の感度や回路の電気的動作条件をより深く理解することができます。

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