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【電源ドック】―FPGA設計者のための電源設計マスターへの道 第17回

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第17回 : 1% 精度の抵抗で電圧精度 ±30mV は無理ですよね?




お客様から、FPGA のコア電圧の電源回路設計についての問い合わせがありました。

お客様:「初めて基板設計担当になりまして、FPGA のコアの電源回路と電圧精度を見直して いたのですが 、この回路で ±30mV は無理だなと思い問い合わせました。 」


私:「電源 IC のリファレンス電圧の精度が良くないのですか?」


お客様:「いいえ、リファレンス電圧の精度は 1% です。 」


私:「高精度の電源 IC を選定していますね。だとすれば、問題ないと思いますが。」


お客様:「それはそうなのですが・・・ 」


私:「何か腑に落ちない点があるのですか?」


お客様:「実は、出力電圧を決定する分圧抵抗として 1% 精度の抵抗を使っているのですが、その場合、 抵抗を 2個を使うと +/-1% で最大 2% の誤差になりますよね?
リファレンス電圧で 1% ズレるとすると最大 3% になり、1.0V x 3% = 30mV となってしまいます。。。 」


私:「今のままで大丈夫ですよ。
きちんと計算してみると、電圧精度が ±30mV 以内になることが確認できますよ。 」


お客様:「え?!本当ですか?!」


私:「E96 系列の抵抗を使った場合、分圧抵抗 301KΩ と 75KΩ で設定される出力電圧の 値は 0.9993V となります。
+1% と -1% の誤差の抵抗を使ったとすると 0.99538V となり、1V に対して 4.6mV の誤差となります。 」





お客様:「本当ですね!」


私:「あとは、この誤差にリファレンス電圧の 1% 誤差分の 10mV と、温度特性を含めた バラツキやラインレギュレーション、ロードレギュレーションを加味するのですが、 選定したデバイスであれば確実に 30mV 以内に入っているので大丈夫ですよ。 」


お客様:「ありがとうございます。安心しました。
ところで、ラインレギュレーション、ロードレギュレーションってなんですか?」


私:FAQ サイトに説明を載せてあるので、そちらを参考にしてください。 」


お客様:「はい、分かりました。 あ、うちの会社E96系列の抵抗使えたかな?」


私:「頑張って交渉していただいて使用できるようにするか、複数抵抗で上手く電圧のセンター値を 1.0V に追い込んでください(笑) 」


お客様:「分かりました。頑張ります!!」


今回のポイント


感覚で判断するのではなく、手計算で確認することが重要。


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