JAJSDA4H February   2013  – June 2017 LM5122

PRODUCTION DATA.  

  1. 1 特長
  2. 2 アプリケーション
  3. 3 概要
    1.     アプリケーション概略図
  4. 4 改訂履歴
  5. 5 ピン構成および機能
    1.     ピン機能
  6. 6 仕様
    1. 6.1 絶対最大定格
    2. 6.2 ESD定格: LM5122、LM5122Z
    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 代表的特性
  7. 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  低電圧誤動作防止(UVLO)
      2. 7.3.2  高電圧VCCレギュレータ
      3. 7.3.3  発振器
      4. 7.3.4  勾配補償
      5. 7.3.5  エラー・アンプ
      6. 7.3.6  PWMコンパレータ
      7. 7.3.7  ソフトスタート
      8. 7.3.8  HOおよびLOドライバ
      9. 7.3.9  バイパス動作(VOUT = VIN)
      10. 7.3.10 サイクル単位の電流制限
      11. 7.3.11 クロック同期
      12. 7.3.12 最大デューティ・サイクル
      13. 7.3.13 過熱保護
    4. 7.4 デバイスの機能モード
      1. 7.4.1 MODE制御（強制PWMモードおよびダイオード・エミュレーション・モード）
      2. 7.4.2 モード制御（スキップ・サイクル・モードおよびパルス・スキッピング・モード）
      3. 7.4.3 ヒカップ・モードの過負荷保護
      4. 7.4.4 スレーブ・モードとSYNCOUT
  8. 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
      1. 8.1.1 帰還補償
      2. 8.1.2 分数調波の発振
      3. 8.1.3 インターリーブ昇圧構成
      4. 8.1.4 DCRの検出
      5. 8.1.5 出力過電圧保護
      6. 8.1.6 SEPICコンバータの概略回路図
      7. 8.1.7 非絶縁同期整流フライバック・コンバータの概略回路図
      8. 8.1.8 負から正への変換
    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  タイミング抵抗RT
        3. 8.2.2.3  UVLO分圧抵抗RUV2、RUV1
        4. 8.2.2.4  入力インダクタLIN
        5. 8.2.2.5  電流センス抵抗RS
        6. 8.2.2.6  電流センス・フィルタRCSFP、RCSFN、CCS
        7. 8.2.2.7  勾配補償抵抗RSLOPE
        8. 8.2.2.8  出力コンデンサCOUT
        9. 8.2.2.9  入力コンデンサCIN
        10. 8.2.2.10 VINフィルタRVIN、CVIN
        11. 8.2.2.11 ブートストラップ・コンデンサCBSTと、昇圧ダイオードDBST
        12. 8.2.2.12 VCCコンデンサCVCC
        13. 8.2.2.13 出力電圧分圧抵抗RFB1、RFB2
        14. 8.2.2.14 ソフトスタート・コンデンサCSS
        15. 8.2.2.15 再起動コンデンサCRES
        16. 8.2.2.16 ローサイド電力スイッチQL
        17. 8.2.2.17 ハイサイド電力スイッチQHと追加の並列ショットキー・ダイオード
        18. 8.2.2.18 スナバ部品
        19. 8.2.2.19 ループ補償部品CCOMP、RCOMP、CHF
      3. 8.2.3 アプリケーション曲線
  9. 9 電源に関する推奨事項
  10. 10レイアウト
    1. 10.1 レイアウトの注意点
    2. 10.2 レイアウト例
  11. 11デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 11.1 デバイス・サポート
      1. 11.1.1 開発サポート
        1. 11.1.1.1 WEBENCH®ツールによるカスタム設計
    2. 11.2 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    3. 11.3 コミュニティ・リソース
    4. 11.4 商標
    5. 11.5 静電気放電に関する注意事項
    6. 11.6 Glossary
  12. 12メカニカル、パッケージ、および注文情報

8.1.1 帰還補償

昇圧レギュレータの開ループ応答は、変調器の伝達関数と帰還伝達関数との積で定義されます。dBスケールでプロットした場合、開ループ・ゲインは、変調器のゲインと帰還ゲインとの和として示されます。電流モード昇圧レギュレータの変調器の伝達関数は、組み込み電流ループ付きの電力段の伝達関数も含めて、1つの極、1つの零点、1つの右半平面(RHP)ゼロのシステムに単純化できます。

変調器の伝達関数は、次のように定義されます。

Equation 16. LM5122 eq18_nvs954.gif

where

  • LM5122 eq19_nvs954.gif
  • LM5122 eq20_nvs954.gif
  • LM5122 eq21_nvs954.gif
  • LM5122 eq22_nvs954.gif
  • LM5122 eq23_nvs954.gif
  • nは位相の数です。

COUTの等価直列抵抗(ESR) (RESR)が十分に小さく、RHPゼロの周波数が目標のクロスオーバー周波数と大きく離れていれば、変調器の伝達関数は1つの極のシステムへさらに単純化でき、電圧ループはRCOMPとCCOMPの2つのループ補償部品だけでクローズでき、クロスオーバー周波数に単一の極の応答が残されます。クロスオーバー周波数における単一の極の応答により、90°の位相マージンを持つ、非常に安定したループが得られます。

帰還伝達関数には、帰還分圧抵抗と、エラー・アンプのループ補償が含まれます。RCOMP、CCOMP、およびオプションのCHFにより、エラー・アンプのゲインと位相の特性が設定され、原点の極、低周波数のゼロ、および高周波数の極が形成されます。

帰還伝達関数は、次のように定義されます。

Equation 17. LM5122 eq25_nvs954.gif

where

  • LM5122 eq26_nvs954.gif
  • LM5122 eq27_nvs954.gif
  • LM5122 eq28_nvs954.gif

原点の極は、出力の定常状態誤差を最小化します。低周波数のゼロは、変調器の負荷極を打ち消すように配置します。高周波数の極は、出力コンデンサのESRにより生じるゼロを打ち消すため、またはエラー・アンプのノイズ感受性を減らすために使用できます。クロスオーバー周波数より1桁低い、低周波数のゼロを配置することで、クロスオーバー周波数において位相ブーストの最大値を実現できます。CHFの追加により、帰還伝達関数に極が追加されるため、高周波数の極は、クロスオーバー周波数を超えた値に配置します。

クロスオーバー周波数（開ループ帯域幅）は通常、fSWの1/20～1/5の範囲で選択します。推定されるクロスオーバー周波数は、単純化した式で次のように定義できます。

Equation 18. LM5122 eq29_nvs954.gif

where

  • LM5122 eq9_nvs954.gif

クロスオーバー周波数を高くするには、RCOMPを増やし、それに比例してCCOMPを減らします。その逆に、RCOMPを減らし、それに比例してCCOMPを増やすと帯域幅は狭くなり、帰還伝達関数のゼロ周波数は変わらずに維持されます。

変調器の伝達関数は、ネットワーク・アナライザによって測定でき、帰還伝達関数は目的の開ループの伝達関数に合わせて構成できます。ネットワーク・アナライザを使用できない場合は、ステップ負荷過渡テストを実行し、許容される性能を検証できます。ステップ負荷の目標は、オーバーシュート/アンダーシュートが最小となる減衰応答です。