パワーモジュールには幅広い用途があり、個別の実装と比較して高度に統合されています。パワーモジュールには、入力電圧、出力電圧、出力電力、出力数、絶縁定格、およびレギュレーションオプションなど多くのオプションがあります。
下図は、トランスの駆動回路を含むパワーモジュールの簡単なブロック図です。
多くのオプションが利用できるため、ほとんどの絶縁型バイアスコンバータ・アプリケーションで、パワーモジュールが使用できます。次の理由で、設計プロセスが大幅に簡素化されます。
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トランスを指定したり設計したり選択したりする必要がありません。
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必要なことは、設計開始時に入力と出力のデカップリングコンデンサを含めることだけです。
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同期、出力電圧の選択、イネーブルや誤差シグナリングなど他のオプションも利用可能です。
しかしながら、特に出力数とトランスの巻線比の構成で、モジュールの柔軟性が失われるものもあります。125℃の周囲温度定格のモジュールは55℃や85℃の定格もモジュールよりも選択肢が少なくなります。同様に、完全な強化絶縁の定格で利用できるモジュールの選択肢は、機能絶縁や基礎絶縁で利用できるモジュールよりも少なくなります。
今日、いくつかの新しいパワーモジュールは、はるかに統合されており、システム・パフォーマンスで妥協しています。1つの良い例が、TIのUCC12050です。そのスイッチング周波数は一般的なパワーモジュールと比べてはるかに高い周波数です。このことで、低いスイッチング周波数の代替品よりも高さと重量を大幅に削減することができています。内部トポロジー制御スキームでは、LDO（低ドロップアウト）やフィードバック部品なしで、閉ループで動作します。
UCC12050は、さまざまな絶縁型DC/DCバイアス電源アプリケーションに多くの利点をもたらします。それは、1次・2次間の容量がわずか3.5pFのEMI最適化トランスと、低ノイズ制御方式を用いて設計されています。実際の回路では、フェライトビーズやLDO（低ドロップアウト）なしで2層プリント基板上においてCISPR32のクラスBを実現できます。このデバイスは堅牢で、5kVrmsの強化絶縁、1.2kVrmsの動作電圧の定格を持ち、周囲温度125℃で動作します。デバイスファミリーには、3kVrmsの基礎絶縁、800Vrmsの動作電圧の定格を持ったUCC12040も含まれています。
UCC12050は、5V入力、3.3V～5.4V出力で500mWを必要とするアプリケーションを対象としています。より高い入力または出力電圧が必要なアプリケーションでは、プリ変換またはポスト変換の回路が必要です。また、UCC12050のディレーティング曲線を越える電力を必要とする設計では、これに代わる別のトポロジーを検討する必要があります。
各トポロジーとUCC12050の比較
