Ⅰ. ソフトスタートとは何ですか？
DC/DCバックコンバータでは、電源投入直後にコンバータをフルにオンにすると、出力コンデンサは短絡されたかのように瞬時に充電されます。これは過大な入力突入電流につながり、MOSFET/ダイオードを損傷したり、上流電源の電圧降下を引き起こす可能性があります。
Ⅱ. なぜソフトスタート時間を調整するのですか？
- 時間が短すぎる場合：電流サージが大きくなり、過電流保護が働く可能性があります。
- 時間が長すぎる場合：起動速度が遅くなり、システムの電源投入が遅れたり、同期して起動する他の電源レールに影響を及ぼす可能性があります。
ソフトスタート機能は、一般的にスイッチングレギュレータICに内蔵されています。ここでは、Microchipの MIC24066 スイッチングバックレギュレータを例にとって説明します。
ソフトスタートの中核機能は、出力電圧がゆっくりと上昇するように制御することで、回路起動時の突入電流を低減します。これにより、起動時の過電流による電源、レギュレータIC、および下流負荷へのダメージや影響を防ぐと同時に、出力電圧が（オーバーシュートや急激な電圧上昇なしに）通常の動作状態に確実にスムーズに入ります。
MIC24066 は、特にプログラマブルソフトスタートピン（SSピン）を備えています。ユーザーは、外付け部品によってソフトスタート時間を調整し、さまざまな負荷の起動要件に適合させることができます（たとえば、誘導負荷や大容量負荷では、サージを抑制するためにソフトスタート時間を長くする必要があります）。
Ⅲ. MIC24066 のソフトスタート時間の設定方法
MIC24066 のソフトスタート時間は、SSピンとAGND（アナロググランド）の間にコンデンサ（CSSと表記）を接続することで設定できます。静電容量がソフトスタート時間の長さを直接決定します。具体的な設定手順と計算方法は以下の通りです。
1. ハードウェア接続原理
MIC24066 は、固定ソフトスタート電流源（ISS）を内蔵しています。ICが起動すると内部電流源がSS端子に接続された外付けコンデンサCSSを充電し、コンデンサ電圧は徐々に上昇します。これにより、出力電圧VOUTが同じ速度でゆっくりと上昇するように制御されます - 静電容量が大きいほど充電時間が長くなり、ソフトスタート時間が長くなります。
（画像出典：Microchip）
主要な接続条件：MIC24066 のSSピンとAGND間に、計算された容量値を満たすセラミックコンデンサをはんだ付けするだけで、抵抗などの他の追加部品は必要ありません。
2. ソフトスタート時間の計算式
ソフトスタート時間と静電容量の関係式は次の通りです。
C_{ss} = \dfrac{I_{SS} \times t_{SS}}{V_{REF}}
ここで、
- Css = SS端子とAGND間に接続される容量値
- Iss = Cが供給する内部ソフトスタート充電電流（代表値 = 1.3µA）
- tss = ソフトスタート目標時間
- VREF = 内部基準電圧（代表値 = 0.6V）
目標ソフトスタート時間tss = 5ms の場合、この値をCSSを計算する式に代入します。
C_{ss} = \dfrac{1.3µA \times 5ms}{0.6 V} = \dfrac{1.3\times 10^{-6} \times 5\times 10^{-3}}{0.6 } \approx 10.8nF
関連製品
- スイッチングレギュレータ：MIC24066T-E/QNA
- スイッチングレギュレータ開発ボード：EV69G45A（非絶縁型バック出力）
関連資料
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