JAJS313H July   2008  – October 2023 TPS54331

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特長
  3. 2 アプリケーション
  4. 3 概要
  5. 4 改訂履歴
  6. 5 ピン構成および機能
  7. 6 仕様
    1. 6.1 絶対最大定格
    2. 6.2 ESD 定格
    3. 6.3 推奨動作条件
    4. 6.4 熱に関する情報
    5. 6.5 電気的特性
    6. 6.6 スイッチング特性
    7. 6.7 代表的特性
  8. 7 詳細説明
    1. 7.1 概要
    2. 7.2 機能ブロック図
    3. 7.3 機能説明
      1. 7.3.1  固定周波数 PWM 制御
      2. 7.3.2  電圧リファレンス (VREF)
      3. 7.3.3  ブートストラップ電圧 (BOOT)
      4. 7.3.4  イネーブル、および可変の入力低電圧誤動作防止 (VIN UVLO)
      5. 7.3.5  SS ピンを使用したプログラム可能なスロー・スタート
      6. 7.3.6  エラー・アンプ
      7. 7.3.7  勾配補償
      8. 7.3.8  電流モード補償設計
      9. 7.3.9  過電流保護および周波数シフト
      10. 7.3.10 過電圧過渡保護
      11. 7.3.11 サーマル・シャットダウン
    4. 7.4 デバイスの機能モード
      1. 7.4.1 Eco-mode
      2. 7.4.2 VIN < 3.5V での動作
      3. 7.4.3 EN 制御による動作
  9. 8 アプリケーションと実装
    1. 8.1 アプリケーション情報
    2. 8.2 代表的なアプリケーション
      1. 8.2.1 設計要件
      2. 8.2.2 詳細な設計手順
        1. 8.2.2.1  WEBENCH® ツールによるカスタム設計
        2. 8.2.2.2  スイッチング周波数
        3. 8.2.2.3  出力電圧の設定点
        4. 8.2.2.4  入力コンデンサ
        5. 8.2.2.5  出力フィルタ部品
          1. 8.2.2.5.1 インダクタの選択
        6. 8.2.2.6  コンデンサの選択
        7. 8.2.2.7  補償部品
        8. 8.2.2.8  ブートストラップ・コンデンサ
        9. 8.2.2.9  キャッチ・ダイオード
        10. 8.2.2.10 出力電圧の制限
        11. 8.2.2.11 消費電力の推定
      3. 8.2.3 アプリケーション曲線
    3. 8.3 電源に関する推奨事項
    4. 8.4 レイアウト
      1. 8.4.1 レイアウトのガイドライン
      2. 8.4.2 レイアウト例
      3. 8.4.3 電磁干渉 (EMI) に関する考慮事項
  10. 9 デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 9.1 デバイスのサポート
      1. 9.1.1 開発サポート
        1. 9.1.1.1 WEBENCH® ツールによるカスタム設計
    2. 9.2 サポート・リソース
    3. 9.3 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    4. 9.4 商標
    5. 9.5 静電気放電に関する注意事項
    6. 9.6 用語集
  11. 10メカニカル、パッケージ、および注文情報
8.2.2.5.1 インダクタの選択

出力インダクタの最小値を計算するには、式 8 を使用します。

式 12. L M I N = V O U T M A X × V I N M A X - V O U T V I N M A X x K I N D × I O U T × F S W

ここで、

  • KIND は、最大出力電流に対するインダクタのリップル電流の量を示す係数です。

一般に、この値は設計者の裁量で決定しますが、以下のガイドラインを使用できます。セラミックなどの低 ESR 出力コンデンサを使用した設計では、最大 KIND = 0.3 の値を使用できます。より ESR の高い出力コンデンサを使用する場合は、KIND = 0.2 が適切です。

この設計例では、KIND = 0.3 を使用し、最小インダクタ値は 5.7μH と計算されます。この設計では、大きな値として 6.8μH が選択されています。

出力フィルタ・インダクタの場合、RMS 電流および飽和電流定格を超えないようにしてください。式 9 を使用して、インダクタのリップル電流 (ILPP) を計算します。

式 9. I L P P = V O U T × V I N M A X - V O U T V I N M A X × L O U T × F S W × 0.8

RMS インダクタ電流を計算するには、式 10 を使用します。

式 10. I L R M S = I O U T M A X 2 + 1 12 × I L P P 2

ピーク・インダクタ電流を計算するには、式 11 を使用します。

式 11. ILPK=IOUTMAX+ILPP2

この設計では、RMS インダクタ電流は 3.01A、ピーク・インダクタ電流は 3.47A です。選択したインダクタは Sumida CDRH103-6R8、6.8μH です。このインダクタの飽和電流定格は 3.84A、RMS 電流定格は 3.6A で、これらの要件を満たしています。他の設計要件を満足していれば、設計者が許容するリップル電流の大きさに合わせて、これより小さい値や大きい値のインダクタを使用できます。大きな値のインダクタは AC 電流が小さくなり、出力電圧リップルが減少します。小さな値のインダクタは AC 電流が大きくなり、出力電圧リップルが増加します。一般に、TPS54331 デバイスで使用するインダクタの値は 6.8μH～47μH の範囲内です。