JAJSLI0 March   2022 LM5143

PRODUCTION DATA  

  1. 1 特長
  2. 2 アプリケーション
  3. 3 概要
  4. 4 改訂履歴
  5. 5 概要 (続き)
  6. 6 デバイス比較表
  7. 7 ピン構成と機能
  8. 8 仕様
    1. 8.1 絶対最大定格
    2. 8.2 ESD 定格
    3. 8.3 推奨動作条件
    4. 8.4 熱に関する情報
    5. 8.5 電気的特性
    6. 8.6 スイッチング特性
    7. 8.7 標準的特性
  9. 9 詳細説明
    1. 9.1 概要
    2. 9.2 機能ブロック図
    3. 9.3 機能説明
      1. 9.3.1  入力電圧範囲 (VIN)
      2. 9.3.2  高電圧バイアス電源レギュレータ (VCC、VCCX、VDDA)
      3. 9.3.3  イネーブル (EN1、EN2)
      4. 9.3.4  パワー・グッド・モニタ (PG1、PG2)
      5. 9.3.5  スイッチング周波数 (RT)
      6. 9.3.6  クロック同期 (DEMB)
      7. 9.3.7  同期出力 (SYNCOUT)
      8. 9.3.8  スペクトラム拡散周波数変調 (DITH)
      9. 9.3.9  設定可能なソフトスタート (SS1、SS2)
      10. 9.3.10 出力電圧の設定ポイント (FB1、FB2)
      11. 9.3.11 最小制御可能オン時間
      12. 9.3.12 エラー・アンプと PWM コンパレータ (FB1、FB2、COMP1、COMP2)
      13. 9.3.13 スロープ補償
      14. 9.3.14 インダクタ電流センス (CS1、VOUT1、CS2、VOUT2)
        1. 9.3.14.1 シャント電流センシング
        2. 9.3.14.2 インダクタ DCR 電流センシング
      15. 9.3.15 ヒカップ・モード電流制限 (RES)
      16. 9.3.16 ハイサイドおよびローサイド・ゲート・ドライバ (HO1/2、LO1/2、HOL1/2、LOL1/2)
      17. 9.3.17 出力構成 (MODE、FB2)
        1. 9.3.17.1 独立したデュアル出力動作
        2. 9.3.17.2 単一出力インターリーブ動作
        3. 9.3.17.3 単一出力多相動作
    4. 9.4 デバイスの機能モード
      1. 9.4.1 スタンバイ・モード
      2. 9.4.2 ダイオード・エミュレーション・モード
      3. 9.4.3 サーマル・シャットダウン
  10. 10アプリケーションと実装
    1. 10.1 アプリケーション情報
      1. 10.1.1 パワートレイン・コンポーネント
        1. 10.1.1.1 降圧インダクタ
        2. 10.1.1.2 出力コンデンサ
        3. 10.1.1.3 入力コンデンサ
        4. 10.1.1.4 パワー MOSFET
        5. 10.1.1.5 EMI フィルタ
      2. 10.1.2 エラー・アンプと補償
    2. 10.2 代表的なアプリケーション
      1. 10.2.1 設計 1 演算アプリケーション向け 5V および 3.3V デュアル出力降圧レギュレータ
        1. 10.2.1.1 設計要件
        2. 10.2.1.2 詳細な設計手順
          1. 10.2.1.2.1 WEBENCH® ツールによるカスタム設計
          2. 10.2.1.2.2 Excel クイックスタート・ツールによるカスタム設計
          3. 10.2.1.2.3 インダクタの計算
          4. 10.2.1.2.4 電流検出抵抗
          5. 10.2.1.2.5 出力コンデンサ
          6. 10.2.1.2.6 入力コンデンサ
          7. 10.2.1.2.7 補償部品
        3. 10.2.1.3 アプリケーション曲線
      2. 10.2.2 設計 2 - サーバー・アプリケーション向け 2 相、15A、2.1MHz 単一出力降圧レギュレータ
        1. 10.2.2.1 設計要件
        2. 10.2.2.2 詳細な設計手順
        3. 10.2.2.3 アプリケーション曲線
      3. 10.2.3 設計 3 - ASIC 電力アプリケーション向けの 2 相、50A、300kHz、単一出力降圧レギュレータ
        1. 10.2.3.1 設計要件
        2. 10.2.3.2 詳細な設計手順
        3. 10.2.3.3 アプリケーション曲線
  11. 11電源に関する推奨事項
  12. 12レイアウト
    1. 12.1 レイアウトのガイドライン
      1. 12.1.1 出力段レイアウト
      2. 12.1.2 ゲート・ドライブ・レイアウト
      3. 12.1.3 PWM コントローラのレイアウト
      4. 12.1.4 熱設計およびレイアウト
      5. 12.1.5 グランド・プレーン設計
    2. 12.2 レイアウト例
  13. 13デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 13.1 デバイスのサポート
      1. 13.1.1 サード・パーティ製品に関する免責事項
      2. 13.1.2 開発サポート
        1. 13.1.2.1 WEBENCH® ツールによるカスタム設計
    2. 13.2 ドキュメントのサポート
      1. 13.2.1 関連資料
        1. 13.2.1.1 PCB レイアウトについてのリソース
        2. 13.2.1.2 熱設計についてのリソース
    3. 13.3 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    4. 13.4 サポート・リソース
    5. 13.5 商標
    6. 13.6 静電気放電に関する注意事項
    7. 13.7 用語集
  14. 14メカニカル、パッケージ、および注文情報

パッケージ・オプション

メカニカル・データ（パッケージ｜ピン）
サーマルパッド・メカニカル・データ
発注情報

10.2.3.1 設計要件

表 10-6 に、この設計例の対象となる入力、出力、性能パラメータを示します。

表 10-6 設計パラメータ
設計パラメータ 値
公称入力電圧 48V
入力電圧レンジ (定常状態) 24V～52V
出力電圧 5V
熱設計電流 (TDC) 35A
電気設計電流 (EDC) 50A
スイッチング周波数 300kHz
出力電圧レギュレーション ±1%
シャットダウン電流 4μA

スイッチング周波数は、抵抗 RRT により 300kHz に設定されます。制御ループ性能について、対象のループ・クロスオーバー周波数は 50° 以上の位相マージンで 45kHz です。出力電圧のソフトスタート時間は、100nF のソフトスタート・コンデンサによって 3ms に設定されます。FPWM 動作は、予測可能な EMI 性能と最適な負荷過渡応答に対して、負荷電流範囲の全体にわたって一定のスイッチング周波数を実現します。

選択した降圧レギュレータのパワートレイン部品を表 10-7 に示します。ほとんどの部品は複数のベンダから入手可能です。特に MOSFET は、詳細をTopic Link Label10.1.1.4 に示すように、導通損失とスイッチング電力の損失がどちらも最低になるように選択されます。この設計には、低 DCR のコンポジット・インダクタとセラミック出力コンデンサが実装されています。

表 10-7 アプリケーション回路 3 の部品表
参照の記号 数量 説明 メーカー(1) 部品番号
CIN 8 4.7μF、100V、X7R、1210、セラミック AVX 12101C475K4Z2A
TDK CNA6P1X7R2A475K
4.7μF、100V、X7S、1210、セラミック Murata GCM32DC72A475KE02L
TDK CGA6M3X7S2A475K
10μF、75V、X7R、1210、セラミック TDK CGA6P1X7R1N106K
CO 8 47μF、6.3V、X7R、1210、セラミック Murata GCM32ER70J476KE19L
6 100μF、6.3V、X7S、1210、セラミック Murata GRT32EC70J107ME13L
CO(BULK) 1 220μF、10V、25mΩ、7343、ポリマー・タンタル Kemet T598D227M010ATE025
AVX TCQD227M010R0025E
LO1、LO2 2 1.5μH、1.28mΩ、46.7A、13.3 × 12.8 × 8mm Cyntec VCUD128T-1R5MS8
1.5μH、2.3mΩ、35A、13.5 × 12.6 × 6.5mm Cyntec VCMV136E-1R5MN2
1.5μH、2.8mΩ、32.8A、13 × 12.5 × 6.5mm TDK SPM12565VT-1R5M-D
1.5μH、2.3mΩ、55.3A、13.5 × 12.5 × 6.2mm Würth Elektronik 744373965015
Q1、Q3 2 60V、11mΩ、4.5nC、DFN5 Onsemi NVMFS5C673NL
Q2、Q4 2 60V、2.6mΩ、24nC、DFN5 Onsemi NVMFS5C628NL
U1 1 LM5143 65V デュアル・チャネル / 位相同期整流降圧コントローラ テキサス・インスツルメンツ LM5143RHAR