JAJSGM8E December   2018  – August 2023 LM5155 , LM51551

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 特長
  3. アプリケーション
  4. 概要
  5. 改訂履歴
  6. 概要 (続き)
  7. デバイス比較表
  8. ピン構成および機能
  9. 仕様
    1. 8.1 絶対最大定格
    2. 8.2 ESD 定格
    3. 8.3 推奨動作条件
    4. 8.4 熱に関する情報
    5. 8.5 電気的特性
    6. 8.6 代表的特性
  10. 詳細説明
    1. 9.1 概要
    2. 9.2 機能ブロック図
    3. 9.3 機能説明
      1. 9.3.1  ライン低電圧ロックアウト (UVLO/SYNC ピン)
      2. 9.3.2  高電圧 VCC レギュレータ (BIAS、VCC ピン)
      3. 9.3.3  ソフトスタート (SS ピン)
      4. 9.3.4  スイッチング周波数 (RT ピン)
      5. 9.3.5  クロック同期 (UVLO/SYNC ピン)
      6. 9.3.6  電流センスとスロープ補償 (CS ピン)
      7. 9.3.7  電流制限と最小オン時間 (CS ピン)
      8. 9.3.8  帰還およびエラー・アンプ (FB、COMP ピン)
      9. 9.3.9  パワー・グッド・インジケータ (PGOOD ピン)
      10. 9.3.10 ヒカップ・モード過負荷保護 (LM51551 のみ)
      11. 9.3.11 最大デューティ・サイクル制限と最低入力電源電圧
      12. 9.3.12 MOSFET ドライバ (GATE ピン)
      13. 9.3.13 過電圧保護 (OVP)
      14. 9.3.14 サーマル・シャットダウン (TSD)
    4. 9.4 デバイスの機能モード
      1. 9.4.1 シャットダウン・モード
      2. 9.4.2 スタンバイ・モード
      3. 9.4.3 実行モード
  11. 10アプリケーションと実装
    1. 10.1 アプリケーション情報
    2. 10.2 代表的なアプリケーション
      1. 10.2.1 設計要件
      2. 10.2.2 詳細な設計手順
        1. 10.2.2.1 WEBENCH® ツールによるカスタム設計
        2. 10.2.2.2 推奨部品
        3. 10.2.2.3 インダクタの選択 (LM)
        4. 10.2.2.4 出力コンデンサ (COUT)
        5. 10.2.2.5 入力コンデンサ
        6. 10.2.2.6 MOSFET の選択
        7. 10.2.2.7 ダイオードの選択
        8. 10.2.2.8 効率の推定
      3. 10.2.3 アプリケーション曲線
    3. 10.3 システム例
    4. 10.4 電源に関する推奨事項
    5. 10.5 レイアウト
      1. 10.5.1 レイアウトのガイドライン
      2. 10.5.2 レイアウト例
  12. 11デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 11.1 デバイスのサポート
      1. 11.1.1 サード・パーティ製品に関する免責事項
      2. 11.1.2 開発サポート
        1. 11.1.2.1 WEBENCH® ツールによるカスタム設計
    2. 11.2 ドキュメントのサポート
      1. 11.2.1 関連資料
    3. 11.3 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    4. 11.4 サポート・リソース
    5. 11.5 商標
    6. 11.6 静電気放電に関する注意事項
    7. 11.7 用語集
  13. 12メカニカル、パッケージ、および注文情報

効率の推定

昇圧コンバータの合計損失 (PTOTAL) は、デバイスの損失 (PIC)、MOSFET の電力損失 (PQ)、ダイオードの電力損失 (PD)、インダクタの電力損失 (PL)、検出抵抗での損失 (PRS) の和で表すことができます。

式 19. GUID-CABF347A-F245-4749-81E9-ACDB480530F6-low.gif

PIC は、ゲート駆動損失 (PG) と、静止電流により発生する損失 (PIQ) に分割できます。

式 20. GUID-062DDBC3-33FD-4E15-ADBB-14A4E59E436F-low.gif

それぞれの電力損失は、次のように概算されます。

式 21. GUID-5BF790DA-4652-4E41-BFD9-0FFFA34FA949-low.gif
式 22. GUID-83B4F02A-F210-4EAB-87D0-28FE8C32819A-low.gif

各モードでの IVIN および IVOUT の値は、「セクション 8.5」の電源電流セクションにあります。

PQ は、スイッチング損失 (PQ(SW)) と、導通損失 (PQ(COND)) に分割できます。

式 23. GUID-9FF1B632-8649-417F-9F94-3A1B97BED250-low.gif

それぞれの電力損失は、次のように概算されます。

式 24. GUID-CAFD2B69-7E00-4DEA-97F3-0F5490D98B5B-low.gif

tR および tF は、ローサイド N チャネル MOSFET デバイスの立ち上がりと立ち下がりの時間です。ISUPPLY は、昇圧コンバータの入力電源電流です。

式 25. GUID-F4FCD3E7-0FDC-4146-AFAB-845A269D1866-low.gif

RDS (ON) は、MOSFET のオン抵抗で、MOSFET のデータシートに記載されています。自己発熱による RDS (ON) の増大を考慮に入れてください。

PD は、ダイオードの導通損失 (PVF) と、逆方向回復損失 (PRR) に分割できます。

式 26. GUID-413F1B60-4C29-4F87-A074-9E16AEE830C1-low.gif

それぞれの電力損失は、次のように概算されます。

式 27. GUID-A066B523-7707-4985-BFA7-6D82724D2AAE-low.gif
式 28. GUID-668FFECD-D54F-4EF7-A8A7-7B76CD19B426-low.gif

QRR はダイオードの逆方向回復電荷で、ダイオードのデータシートに記載されています。ダイオードの逆方向回復特性は、特に出力電圧が高いとき、効率に大きな影響を及ぼします。

PL は、DCR 損失 (PDCR) と AC コア損失 (PAC) との和です。DCR はインダクタの DC 抵抗で、インダクタのデータシートで言及されています。

式 29. GUID-C0D0176F-EC16-4BF3-8571-7BDD0C9F2AE9-low.gif

それぞれの電力損失は、次のように概算されます。

式 30. GUID-C6FA6588-422D-42B1-B3A7-DB6DBCF0E774-low.gif
式 31. GUID-E11FC28D-6294-4117-9E83-3CE1DEC5FE88-low.gif
式 32. GUID-2A3FCA88-4131-4DC6-B84B-7750BE9D19CA-low.gif

ΔI は、ピーク・ツー・ピークのインダクタ電流リップルです。K、α、β はコアに依存する係数で、インダクタの製造業者から提供されます。

PRS は次のように計算されます。

式 33. GUID-6916A196-77A8-4001-89FC-3D3CE91EFD54-low.gif

電力コンバータの効率は、次のように推定できます。

式 34. GUID-37E7BCAB-EF40-441D-970A-F1C753F2D7B6-low.gif