[技術者のひとこと]　DC/DCコンバータとレギュレータ

今回は、DC/DCコンバータとレギュレータの違いを紹介します。

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簡単に表にすると…

こんな感じ。個人的主観ではありますが…。

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ちなみに、レギュレータとLDOはちょっと違います。

LDOはLow Drop Out regulatorの略で、入出力電位差が小さいレギュレータを

指します。主に0.5V前後の電位差で動作が可能なものですね。

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さて、DC/DCコンバータとレギュレータの差は何でしょうか？

上の表を見て貰えばだいたいは解ると思いますが、大電力にはDC/DCコンバータ、

小電力にはレギュレータを使うのがお勧めです。

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DC/DCコンバータのメリットは大電力が取り出せるのと、変換効率が良いので、

発熱が少ない点です。

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動作原理は

こんな感じ。

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6Vから3.3Vを作る際は、ON（出力）、OFF（停止）を繰り返し、外付け

のLPFで、平滑（主にはLとCのLPF）して希望の電圧を取り出します。

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DC/DCコンバータは、出力電圧を常に監視しており、変化に応じてON/OFFする

比率を変えて、出力電圧を維持します。

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つまり、必要な時間以外はOFFしているため、電力的に効率が高いのがメリットです。

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ただし、部品点数が少々多いのと、ON/OFFの周波数が低め（数百KHｚ～数MHｚ）

な為、これに近い周波数で動作しているものに影響を出す事もあります。

（たとえば、映像系のものとか）

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変ってレギュレータ（LDO）ですが、まずは周辺回路が圧倒的シンプルということです。

最低３つでOK。

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たとえば、新日本無線のNJM2888シリーズ。

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更に、DC/DCコンバータと比較して、出力の誤差が非常に小さい点もあります。

一般的なものでも、±２％程度の誤差しか出ません。

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また、DC/DCコンバータと比べ、電圧をコントロールする速さが圧倒的に早い

ので、ノイズに強いという点もあります。

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ただし、大きなデメリットもあります。

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DC/DCコンバータと違って、入力の電圧を内蔵しているトランジスタのON抵抗

を変えることにより希望の電圧を出力しているため、入力と出力の電位差が大きい

とその差分が全て熱に変わってしまいます。（つまり熱い）

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計算式としては、（Vin-Vout)☓Iout で算出される電力が全て熱に変わります。

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Vin=6V、Vout=3.3V、Iout=100mAの場合、

(6V-3.3V)☓100mA=270mW　が熱（捨て電力）になります。

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消費する電力が3.3V☓100mA=330mWですから、ほぼ同じ電力が熱に変ってる

ということになります。

（電源の大元から見た場合、6V☓100mA=600mWの負荷になります。）

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レギュレータを始め、ICには許容熱損失（PD値）と言うものがありますので、これを

超えない電力に収める必要があります。

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結論としては、

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大電力（500mAを超えるような系統）には、DC/DCコンバータ。

小電力（100mA以下）には、レギュレータ。

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というような使い方をお勧めします。

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それではみなさま、良いお年を。

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