ブートストラップ回路とトリプルチャージポンプをわかりやすく説明してあるサイト

組み込みソフトのエンジニアのHARUYAです。

モータ制御でMOSFETを使う回路図の話になったときに

• ブートストラップ
• トリプルチャージポンプ

という用語が出来てきました。

何それ？

意味がさっぱり分からなかったので、ネットで調べました。分かりやすかった説明を引用させてもらいます。

ブートストラップとチャージポンプの説明がわかりやすかったサイト

そもそも、ブートストラップとはなに？

について、簡潔に説明頂いていたのが下記です。引用します。

引用元：https://analogista.jp/bootstrap/

ブートストラップ回路とは、NchハイサイドMOSFETを駆動させるための回路です。

ブートストラップ回路はシステムの入力電圧より高い電圧を生成できるため、ゲートにトレインより高い電圧を印加し、Nch MOSFETをフルオンさせることができます。

ハイサイドドライバでもNch MOSFETが使えるように考え出されたのがブートストラップ回路です。
複雑な昇圧回路は不要で、簡単で少ない部品で設計できるのがメリットです。

ブートストラップは、ハイサイドのMOSFETを駆動させるための回路。

細かい説明は忘れたとしても、MOSFETを駆動するための高い電圧を作る回路ってことをなんとなく覚えておくだけでも、ボードの回路の話についていくのが楽になります。

では、チャージポンプとはなに？

さきほどと同じサイトに、簡潔な説明をしてくれています。

引用元：https://analogista.jp/chargepump/#:~:text=%E3%83%81%E3%83%A3%E3%83%BC%E3%82%B8%E3%83%9D%E3%83%B3%E3%83%97%E3%81%A8%E3%81%AF%E3%80%81%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%B3%E3%82%B5,%E3%81%99%E3%82%8B%E3%81%93%E3%81%A8%E3%81%8C%E3%81%A7%E3%81%8D%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82

チャージポンプとは、コンデンサとダイオード（スイッチ）を組み合わせて出力電圧を昇圧する回路で、DCDCコンバータの一種です。

充電されたコンデンサの下端電圧の上げ下げを繰り返すことで、ダイオードのカソード側に入力電圧より高い電圧を出力することができます。

チャージポンプも高い電圧を作るための回路。昇圧回路。

回路が分かる人は、こんなことも知らないの？

って思うかもしれません。

でも、ハードが苦手なソフト屋は、チャージポンプ＝昇圧回路ということさえも分からないものです。電圧を上げる回路っていうことを知っておくだけでも、会話の中になんとなく入っていけます。

では、トリプルチャージポンプとはなに？

リニアテクノロジ製チップのデータシートにこんな記載がありました。

引用：https://www.analog.com/media/jp/technical-documentation/data-sheets/j3859f.pdf

LTC®3859は、すべてNチャネルのパワーMOSFET段をドライ ブする、高性能なトリプル出力(降圧/降圧/昇圧)同期整流式 DC/DCスイッチング・レギュレータ・コントローラです。

 

なるほど、トリプル（Triple)だから３倍という意味なんですね。

野球のトリプルプレーを思い出すと、３倍ということも思い出しやすいです。

で、このリニアテクノロジ製のチップの場合は、トリプル出力は、降圧・降圧・昇圧の３つ。

一方で、MAXIMのチップでは、こんな記述がありました。

引用：https://www.chip1stop.com/pdf/product/MAXI/MAX1748EUE+.PDF

MAX1748/MAX8726は、TFT-LCDアプリケーション用の高能率なトリプル出力の電源です。これらのデバイスは、1個の大電力昇圧コンバータと2個の小電力チャージポンプを内蔵しています。

昇圧コンバータ１個、チャージポンプ２個で、３つの組み合わせのようです。

なるほど、トリプルチャージポンプであれば、チャージポンプが３つということでは？

とにかく、トリプル＝３倍なので、３つの組み合わせということだけは覚えておけば、今後「トリプル〇〇」という話が出てきたときになんとなく話についていけるかも。