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

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)

LM5143 には、N チャネル MOSFET ゲート・ドライバと関連するハイサイド・レベル・シフタが搭載されており、外部の N チャネル MOSFET を駆動します。ハイサイド・ゲート・ドライバは外部のブートストラップ・ダイオード DBST およびブートストラップ・コンデンサ CBST と連動して動作します。図 9-7 を参照してください。ローサイド MOSFET の導通時間内は、SW 電圧が約 0V で、CBST は DBST を経由して VCC から充電されます。テキサス・インスツルメンツは、0.1μF のセラミック・コンデンサを HB ピンと SW ピンの間に短いパターンで接続することを推奨しています。

LO と HO 出力はアダプティブ・デッドタイム方式で制御されるため、両方の出力 (LO と HO) が同時にイネーブルになることはなく、クロス導通を防止します。コントローラから LO をイネーブルにするようコマンドが送信されると、アダプティブ・デッドタイム・ロジックは最初に HO をディセーブルにして、HO-SW 電圧が 2.5V (標準値) 以下に低下するまで待機します。次に、短い遅延 (HO の立ち下がりから LO の立ち上がりまでの遅延) の後に LO はイネーブルになります。同様に、HO ターンオンは LO 電圧が 2.5V 以下に低下するまで遅延します。それから、HO は短い遅延 (LO の立ち下がりから HO の立ち上がりまでの遅延) の後にイネーブルになります。この方法により、任意のサイズの N チャネル MOSFET 部品や並列 MOSFET 構成に対して、適切なデッドタイムを確保することができます。

直列ゲート抵抗を追加する場合は、実効デッドタイムが短くなる可能性があるため、注意が必要です。各ハイサイドおよびローサイド・ドライバには、それぞれに個別のドライバ・ソースとシンク出力ピンがあります。これにより、ユーザーはドライブ強度を調整して、最大効率を得るためにスイッチング損失を最適化したり、EMI シグネチャを低減するためにスルーレートを制御したりすることができます。Equation14 に従って、選択した N チャネル・ハイサイド MOSFET により、図 9-7 に示す適切なブートストラップ・コンデンサの容量の値 CBST が決まります。

Equation14. GUID-3226DE30-921C-4B2C-954B-EB2A4246ADC3-low.gif

ここで

  • QG は、該当のゲート・ドライブ電圧におけるハイサイド MOSFET のゲート電荷の総量です。
  • ΔVBST は、ターンオン後のハイサイド MOSFET ドライバの電圧変動です。

CBST を決定するには、利用可能なゲート・ドライブ電圧が大きな影響を受けないように ΔVBST を選択します。ΔVBST の許容範囲は 100mV～300mV です。ブートストラップ・コンデンサは、通常 0.1μF の低 ESR セラミック・コンデンサにする必要があります。ロジック・レベル・ゲート・スレッショルド電圧を持つハイサイドおよびローサイド MOSFET を使用してください。

図 9-7 MOSFET ゲート・ドライバを内蔵