RHPゼロ(右半面ゼロ)とは

RHPゼロ

RHPゼロは、20dB/decadeでゲインが上昇し、位相を90°遅らせます。
RHPはRight Half Planeの略で、右半面ゼロとも呼ばれます。

RHPゼロを複素平面で表すと、右側半面にプロットされます。

RHPゼロが発生する回路

RHPゼロが発生する代表的な回路として、

  • 昇圧DCDCコンバータ
  • ミラー補償を行ったLDO

が挙げられます。

昇圧DCDCコンバータ

出力電圧が上昇すると、フィードバック制御によりオンDUTYを下げて電圧を下げようとします。
オフサイクルが長くなり、コイル電流が減少することで電圧が安定します。

しかし、過渡的には、コイル電流はすぐには減少せず、オフサイクルが長くなるため、出力側へ転送される電荷量は増加し、出力電圧は上昇します。
つまり、高周波領域では正帰還になっていることになります。

昇圧RHPゼロ

これが昇圧DCDCコンバータでRHPゼロが発生する原理です。
同様に、SEPICでもRHPゼロが発生します。

ミラー補償を行ったLDO

LDO(シリーズレギュレータ)では、ミラー補償を使った位相補償が行われることがあります。
ミラー効果によりコンデンサ容量を見かけ上大きくし、低周波にポールを生成することができますが、高周波では入力から出力向きの電流経路ができてしまいます。

この経路を通るループは正帰還になってしまうので、RHPゼロが生成されます。

LDOミラー補償

位相補償が困難に

RHPゼロはゲインが上昇し、位相が遅れるという特性上、位相補償を非常に困難にします。

基本的にはRHPゼロの1/10の周波数にクロスオーバー周波数を設定し、RHPゼロの影響を受ける前にゲインを0dB以下にしておく必要があります。
そのため、レギュレータの帯域が狭くなってしまい、応答性が悪くなるという問題が起こりやすくなります。

動画で電子回路の基礎を学ぶ

Analogistaでは、電子回路の基礎から学習できるセミナー動画を作成しました。

電子の動きをアニメーションを使って解説したり、シミュレーションを使って回路動作を説明し、直感的に理解しやすい内容としています。

これから電子回路を学ぶ必要がある社会人の方、趣味で電子工作を始めたい方におすすめの講座になっています。

電子回路を動画で学ぶ

【内容】

  • 電気回路の基本法則
  • 回路シミュレータの使い方
  • コンデンサ・コイルとインピーダンス
  • フィルタ回路
  • 半導体部品の基礎
  • オペアンプの基礎
関連記事
スイッチングレギュレータとは?動作原理を基礎から解説

スイッチングレギュレータとは、スイッチング素子を制御して交流から直流、または直流から別の電圧の直流への変換を行うレギュレータ回路です。 スイッチング素子のオン/オフ比を変えることで所望の出力電圧を得ることができます。 スイッチングレギュレータの大きな特徴は、90%以上の電力変換効…

スロープ補償とは?DCDCコンバータのサブハーモニック発…

スロープ補償とは、電流モード制御のDCDCコンバータにおいて、オンDUTYが50%以上の条件で発生する低調波発振(サブハーモニック発振)を抑えるために、電流センス信号に一定の傾きのスロープを足し込むことを指します。 INDEXサブハーモニック発振は何故起こるのかスロープ補償の原理…

ボルテージフォロワとは?オペアンプを使ったバッファ回路

ボルテージフォロワとは、オペアンプを使ったバッファ回路で、インピーダンス変換や回路の分離の用途で使われます。 増幅率が1倍で、入力インピーダンスが大きく、出力インピーダンスが低いという特徴があります。 合わせて学習 オペアンプ回路の基礎と設計計算の方法 INDEXボルテージフォロ…

シリーズレギュレータの内部回路と動作原理を解説

シリーズレギュレータ(LDO)の基本的な内部回路の紹介と動作原理について解説していきます。 ブロック図と内部回路 シリーズレギュレータの等価回路は下図のようなブロック図で表すことができます。 大まかな構成部品は、 基準電圧源 差動増幅器 位相補償回路 増幅段 パワートランジスタ …

よくあるLDOの故障モードと不具合対策

LDOのICを使って電源を設計した際に起こる、よくある不具合、故障モードについてご紹介します。 合わせて学習 LDOの基礎から応用まで全てを解説 シリーズレギュレータの内部回路と動作原理を解説 INDEX負電圧による誤動作、破壊入出力電圧逆転による回り込みオーバーシュートによる後…