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スイッチング電源回路における２つの動作モードに関する考察
はじめに
電子機器製品の小型化や高効率化などを背景にDC/DCコンバーター（スイッチング電源回路）は今後更に重要な回路アイテムとなる。ここでは特にコイル電流連続/断続モードに着目してのDC/DCコンバータ基本動作に関するメモ書き、そして、コイル電流の連続性が失われる（断続モードに切り替わる）臨界条件を導出しました。かなりマニア向けネタです。
DC/DCコンバータの動作モードが気になる理由
DC/DCコンバータにおけるコイル電流連続/断続モードでの動作の差異に関しては通常あまり意識する事無く、その設計が行われる場合が多い。これは正常動作時においては両動作モードの差異は電圧フィードバック制御により吸収され、通常はそれを意識する必要がないからである。しかしながら、両動作モードでのDC/DC回路内部における動作挙動は異なっており、特に発生するノイズ特性の差異(電流断続モードでの高周波数リンキングノイズ発生)や出力電圧式の差異（電流断続モードでは非線形関数となる）による制御安定性への影響等々をDC/DCコンバータ設計においては十分に認識しておく必要があると考える。
DC/DCコンバータの２つの動作モードとは
DC/DCコンバータ（スイッチング電源回路）では、コイルLに流れる電流が途切れなく連続的に流れているモード（状態）と、コイルLに流れる電流が0となる時間領域がある、つまり断続するモード（状態）の２つの動作モードが存在します。
以下、StepDown（降圧）DC/DCコンバータを例として、その動作を考える。
各動作モードの詳細を考察する
コイル電流連続モードと断続モードとの臨界条件を求める
検証実験
上で述べた理屈が正しいかどうかの検証実験を行なう。
＜実験回路構成＞
検証実験結果
２種類のコイルLでの実測結果。
（Lのみ変え、その他の条件は同じ）
以上結果より、上記理屈（23式）の検証が出来た。
めでたし、めでたし。
おまけ
コイル（インダクタンス）は変えず、出力電流、スイッチング周波数をパラメータとして実測してみた。
＜参考資料＞
(1)スィッチングコンバータの基礎（原田耕介、二宮保 他著 コロナ社）
(2)スイッチングレギュレータ（嶋村弘則著 産報出版）
(3)電子工学ポケットブック（電子工学ポケットブック編集委員会
オーム社）
＜サイト内関連リンク＞
DC/DCコンバータの根本基礎の理解（その１）降圧型コンバータ
DC/DCコンバータの根本基礎の理解（その２）昇圧型コンバータ
スイッチングＦＥＴでの電力損失（発熱量）の算出
もし何かのご参考にでもならば、とても幸せです。
最終投稿：2009/1/15
