SRM(Smart Rails Management)

どのアンプの出力段でも、効率は負荷に供給される出力電圧と電源から供給されるレール電圧の差の関数です。これは、Class B、C、D、H、Gのどのトポロジーにも当てはまりますが、出力電力に対する絶対効率性能と負荷依存効率性能はそれぞれ異なります。

PowersoftのSmart Rails Management技術(SRM)は、電源にリアルタイムの電圧トラッキングを実装し、総合的な効率を向上させるために出力電圧レールの電圧差を最小化します。SRMシステムは、出力信号を電源にフィードバックしてレール電圧を変調し、放熱を抑えて効率を向上させます。

SRM技術の利点は以下の通りです。

アイドル消費量の低減
出力段のアイドル時消費はレール電圧に指数関数的に依存するため、エネルギーの影響を受ける設計では、静止レール電圧を下げることで一貫した削減を達成できます。 例えば、出力段がフル公称レール(例えば+/-150Vdc電源)でアイドル時に12.5Wを浪費する場合、半分の電圧(+/-75Vdc)では、それ自体のアイドル時の消費を3.125Wに低減します。つまり、チャンネルあたり正味9.375Wの節約になります。

可聴ノイズフロアの低減
基本的に、スイッチモードアンプは乗算器として動作し、出力スイッチが「オン」状態のレールの電圧時間の結果として出力電圧を提供します。従って、レールの電圧が低減することで、開ループノイズフロアを低減できます。 例えば、前述の例と同様に、レールの+/-150Vdcから+/-75Vdcに下げることで、出力段のノイズフロアが6dB減少します。

EMC問題の低減
意図しない高周波放射は、スイッチング電圧と電流値の指数2に依存します。 他の現象が発生しない限り、レール電圧を半分にすることで、放射される望ましくないRF電力を1/4に減らすことができます。

負荷条件下での効率化
上述したように、レール電圧と出力電圧をより密に一致させることで効率化を実現します。 今日の電源デバイスは、伝導損失よりもスイッチング損失の方がはるかに大きいため、特定の出力電圧と電流を達成するためにスイッチングしなければならないエネルギー量によって効率が左右されます。 レール電圧が信号の振幅変調に密接に追従するという特性上、スイッチング損失は減少します。

SRMのないアンプのレール電圧。効率は、電源から負荷とレールに供給される出力電圧の差の関数です。

SRMがあるアンプのレール電圧。出力電圧は電源にルーティングされ、レール電圧を動的に設定するためにレール電圧と比較されます。

srm_03

ホールド時間Tholdは、高速の動的VOUT変調を考慮します。分かりやすくするため、図は簡略化されています。(実際の上昇Tstepは下降Tstepよりも速くなっています)

VRail > VOUT
Voff = オフセット電圧
Vth = 閾値電圧
A時: Vth < VA < Voff ? VRail = VRail最小 + Vstep
C時: VC < Vth ? VRail = VRail最大