JAJA722A June   2020  – November 2022 LM5156 , LM5156-Q1 , LM51561 , LM51561-Q1 , LM51561H , LM51561H-Q1 , LM5156H , LM5156H-Q1

 

  1.   LM5156 を使用して昇圧コンバータを設計する方法
  2. 1LM5156 の設計の例
  3. 2サンプル・アプリケーション
  4. 3計算と部品の選択
    1. 3.1  スイッチング周波数
    2. 3.2  インダクタの計算
    3. 3.3  電流検出抵抗の計算
      1. 3.3.1 電流検出抵抗と勾配補償抵抗の選択
      2. 3.3.2 電流検出抵抗のフィルタの計算
    4. 3.4  インダクタの選択
    5. 3.5  ダイオードの選択
    6. 3.6  MOSFET の選択
    7. 3.7  出力コンデンサの選定
    8. 3.8  入力コンデンサの選択
    9. 3.9  UVLO 抵抗の選択
    10. 3.10 ソフトスタート・コンデンサの選択
    11. 3.11 帰還抵抗の選択
    12. 3.12 制御ループの補償
      1. 3.12.1 ループのクロスオーバー周波数 (fCROSS) の選択
      2. 3.12.2 必要な RCOMP の判定
      3. 3.12.3 必要な CCOMP の判定
      4. 3.12.4 必要な CHF の判定
    13. 3.13 効率の推定
  5. 4部品の選択の概要
    1.     25
  6. 5小信号の周波数解析
    1. 5.1 昇圧レギュレータの変調器のモデル化
    2. 5.2 補償のモデル化
    3. 5.3 開ループのモデル化
  7. 6改訂履歴

MOSFET の選択

MOSFET の選択では、消費電力と電圧定格を重視しています。MOSFET の消費電力は、導通損失とスイッチング損失という 2 つの異なる部分で構成されます。導通損失は、主に MOSFET の RDS(on) パラメータによって決まります。N チャネル MOSFET がオン / オフに変化するとき、スイッチ・ノードの立ち上がりおよび立ち下がりの間にスイッチング損失が発生します。立ち上がり時間と立ち下がり時間の間は、MOSFET のチャネルに電流と電圧が存在します。スイッチ・ノードの立ち上がり時間と立ち下がり時間が長いほど、スイッチング損失は大きくなります。寄生容量を最小限に抑えた MOSFET を選択すると、スイッチング損失を低減できます。導通損失とスイッチング損失がほぼ等しいのが理想的です。

合計ゲート電荷 (QG_total) は、内部 VCC レギュレータが電流制限に達するほど大きくならないようにする必要があります。特定の MOSFET について、QG_total が判明している必要があります。MOSFET の最大 QG_total を、Equation14 に示します。

Equation14. GUID-5B20635D-9573-4B25-AD7C-E064963711F6-low.gif

MOSFET のドレインからソースへのブレークダウン電圧定格は、スイッチ・ノードの電圧スパイクを考えて、負荷電圧に多少のマージンを加えたものより大きくする必要があります。ブレークダウン電圧定格は、VLOAD + VF よりも 10V 以上高くします。VF は、整流ダイオードの順方向電圧です。

この設計では、低 RDS(on) でスレッショルド電圧が低い 60V MOSFET を選択しています。42V の最大入力過渡電圧に対応できるよう、60V の定格を選択しています。