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質問

突入電流制限回路とは

回答

LDOレギュレータ保護回路

突入電流とは、LDOリニアレギュレータが起動した直後に一時的に流れる大きな電流で、インラッシュカレント(Inrush Current) とも呼ばれます。
この突入電流が大きい場合、LDOリニアレギュレータの入力電圧である前段の電圧が大きく変動し、その入力電圧が接続されている他の回路にも悪影響を及ぼす可能性があります。

この突入電流の電流値を抑制する回路が、突入電流制限回路です。

突入電流制限回路はLDO レギュレータの動作開始時に一定の時間だけ出力電流を一定以下に制限することで突入電流を抑え、入力電圧の変動を防止します。

突入電流制限回路(模式図)

突入電流の大きさは出力側のコンデンサの容量によって影響を受け、コンデンサ容量が大きいと突入電流の発生時間が長くなります。
そのため、出力コンデンサ容量が大きい場合には突入電流制限の十分な効果が得られないことがあります。

出力コンデンサ容量が大きい場合(模式図)

このような場合には突入電流制限時間調整機能を搭載した製品をご使用ください。
R1190 シリーズやRP132 シリーズはDELAY端子を設けており、その端子に接続するコンデンサ容量により突入電流制限時間を調整することができます。

突入電流制限時間調整機能(模式図)

LDOリニアレギュレータの起動後の一定期間、出力電圧を緩やかに立ち上げるコンスタントスロープ回路でも突入電流を抑制することが可能です。
コンスタントスロープ回路は、ソフトスタート回路とも呼ばれます。立上げスロープ生成用のコンデンサが内蔵されているため外付け部品は不要ですが、立上げ時間および立ち上がり電圧の傾斜はIC内部で固定されています。また、出力コンデンサの容量がある一定以上大きくなった場合、出力コンデンサへの充電電流が出力電流制限回路により制限されるため、立上げ時間はより長く、傾斜は緩やかになります。

  制限方法 起動時間
突入電流制限回路 一定電流で制限する方法です。 COUTが小さい場合にはコンスタント・スロープ回路に比べて素早く起動することが可能です。
コンスタント・スロープ回路 一定時間で制限する方法で、いわゆるソフトスタート機能です。 起動時間はIC内部で固定されており、COUTの容量で起動時間は変わりません。

RP115は突入電流制限回路とコンスタント・スロープ回路の両方を内蔵しており、COUTの容量に応じてモードが切り替わります。詳細はデータシートをご参照ください。

※DC/DCコンバータのソフトスタート機能については「ソフトスタート機能とは」をご参照ください。

右図のRP110x25xB/Dの特性例では、COUTが4.7 µF以下ではコンスタントスロープ回路立上げ傾斜となり、
それを超えた10 µFでは出力電流制限回路 (例では300 mAに制限) に依存した立上げとなります。
この境界点は出力電圧地と反比例しており、出力電圧が高いほど小さい容量で出力電流制限回路に依存します。
また、境界点は製品シリーズによって異なります。

RP110x25xB/D 突入電流特性例

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