JAJA732A February   2019  – January 2023 LM5155 , LM5155-Q1 , LM51551 , LM51551-Q1

 

  1.   LM5155 を使用して絶縁型フライバックを設計する方法
  2.   商標
  3. 1概要
  4. 2サンプル・アプリケーション
  5. 3計算と部品の選択
    1. 3.1 スイッチング周波数
    2. 3.2 トランスの選択
      1. 3.2.1 最大デューティ・サイクルと巻線比の選択
      2. 3.2.2 1 次巻線のインダクタンスの選択
    3. 3.3 電流検出抵抗の計算
      1. 3.3.1 電流検出抵抗とスロープ補償抵抗の選択
      2. 3.3.2 電流検出抵抗のフィルタの選択
    4. 3.4 MOSFET の選択
    5. 3.5 ダイオードの選択
    6. 3.6 出力コンデンサの選択
    7. 3.7 入力コンデンサの選択
    8. 3.8 UVLO 抵抗の選択
    9. 3.9 制御ループの補償
      1. 3.9.1 帰還抵抗の選択
      2. 3.9.2 RPULLUP の選択
      3. 3.9.3 フォトカプラの選択
      4. 3.9.4 RLED の選択
      5. 3.9.5 クロスオーバー周波数の選択
      6. 3.9.6 必要な RCOMP の判定
      7. 3.9.7 必要な CCOMP の判定
  6. 4部品の選択の概要
  7. 5小信号周波数解析
    1. 5.1 フライバック・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
  8. 6改訂履歴

最大デューティ・サイクルと巻線比の選択

CCM 動作では、ローサイド・スイッチのデューティ・サイクルは Equation2 で計算されます。

Equation2. GUID-AB8E6742-5BB8-4322-9904-C3A3C1D04402-low.gif

ここで

  • NP は 1 次側巻線の巻き数で、1 と想定されます
  • NS は 2 次側巻線の巻き数です。

最大デューティ・サイクルは、電源電圧が最小値のときに発生します。最大デューティ・サイクルを選択すると、2 次巻線の巻き数が計算されます。デューティ・サイクルに 50% 未満を選択すると、2 つの主な利点があります。まず、CCM 動作でデューティ・サイクルが 50% を超えたときに安定した動作を行うため必要なスロープ補償の必要性が低下します。入力電圧範囲の広い一部の設計では、デューティ・サイクルを 50% 未満に制限するのは不可能な場合があります。LM5155 では、このような設計においてスロープ補償をプログラムできます。2 番目に、変調器の右半面のゼロが高周波側に押しやられるため、負荷過渡応答が向上し、制御ループ補償の計算が簡素化されます。この設計では、最大デューティ・サイクル (DMAX) に 40% を選択します。2 次巻線の巻き数は、Equation3 を使用して計算されます。

Equation3. GUID-06EA75BD-ABA1-48B3-AE69-764FDF3830DE-low.gif

NS には 0.5 回転を選択します。NS に 0.5 回転を選択すると、必要な巻き数比を最小の巻き数で実現できます。この例では、最小の巻き数は 1 次側巻線で 2、2 次側巻線で 1 です。NS を選択したら、Equation4 で最大デューティ・サイクルを計算します。

Equation4. GUID-3CCA5F97-F7F0-47AC-A5C4-28FEDE3ACD9E-low.gif

DMAX の計算値は約 35.7% で、目標の最大デューティ・サイクルである 40% を下回っています。補助巻線の巻き数は、Equation5 を使用して計算します。

Equation5. GUID-ABF10973-9175-4253-AE76-4A54918C1B95-low.gif

ここで

  • VAUX は補助巻線の電圧です