2 最大スイッチ電流の計算

スイッチ電流を計算する最初の手順は、最小入力電圧に対するデューティ・サイクル D を決定することです。ここで最小入力電圧を使用するのは、このときスイッチ電流が最大になるためです。

Equation1.

V_IN(min)=最小入力電圧
V_OUT=目的の出力電圧
η=コンバータの効率 (例：推定値 80%)

コンバータは消費されるエネルギーも供給する必要があるため、デューティ・サイクルの計算には効率が追加されます。この計算により、効率係数を使用しない場合の式よりも現実的なデューティ・サイクルが得られます。

推定の係数として、たとえば 80% を使用するか (昇圧コンバータのワーストケース効率としては非現実的な数値ではありません)、選択したコンバータのデータシートの「代表的特性」セクションに記載されている数値を調べてください
(関連資料 3 および 4)。

最大スイッチ電流を計算する次の手順は、インダクタのリップル電流を決定することです。コンバータのデータシートでは一般に、IC で使用するために特定の、または一連のインダクタが指定されています。したがって、推奨されるインダクタの値を使用してリップル電流を計算するか、推奨される範囲の中央をインダクタの値にするか、データシートに値が記載されていない場合は、このアプリケーション・ノートの「インダクタの選択」セクションで計算した値を使用します。

Equation2.

V_IN(min)=最小入力電圧
D=Equation1 で計算されたデューティ・サイクル
f_S=コンバータの最小スイッチング周波数
L=選択したインダクタの値

次に、選択した IC が最大出力電流を供給できるかどうかを判定する必要があります。

Equation3.

I_LIM(min)=内蔵スイッチの電流制限の最小値 (データシートに記載)
ΔI_L=Equation2 で計算されたインダクタ・リップル電流
D=Equation1 で計算されたデューティ・サイクル

選択した IC の最大出力電流の計算値 I_MAXOUT が、システムで必要とされる最大出力電流を下回っている場合は、より高いスイッチ電流制限を持つ別の IC を使用する必要があります。

I_MAXOUT の計算値が必要な値よりわずかに小さい場合のみ、選択した IC をインダクタンスの大きいインダクタとともに使用できますが、そのインダクタンスは推奨範囲内の必要があります。インダクタンスが大きいほどリップル電流が減少するため、選択した IC での最大出力電流が増加します。

計算値がアプリケーションの最大出力電流を上回っている場合、システムの最大スイッチ電流は次の式で計算されます。

Equation4.

ΔI_L=Equation2で計算されたインダクタ・リップル電流
I_OUT(max)=アプリケーションで必要な最大出力電流
D=Equation1 で計算されたデューティ・サイクル

インダクタ、内蔵スイッチ、外付けダイオードは、このピーク電流に耐える必要があります。