KOKA015A June   2020  – November 2022 LM5156 , LM5156-Q1 , LM51561 , LM51561-Q1 , LM51561H , LM51561H-Q1 , LM5156H , LM5156H-Q1

 

  1.   LM5156을 사용하여 부스트 컨버터를 설계하는 방법
  2. 1LM5156 설계 예
  3. 2애플리케이션 예
  4. 3계산 및 부품 선택
    1. 3.1  스위칭 주파수
    2. 3.2  인덕터 계산
    3. 3.3  전류 감지 저항 계산
      1. 3.3.1 전류 감지 저항 및 기울기 보상 저항 선택
      2. 3.3.2 전류 감지 저항 필터 계산
    4. 3.4  인덕터 선택
    5. 3.5  다이오드 선택
    6. 3.6  MOSFET 선택
    7. 3.7  출력 커패시터 선택
    8. 3.8  입력 커패시터 선택
    9. 3.9  UVLO 저항기 선택
    10. 3.10 소프트 스타트 캐패시터 선택.
    11. 3.11 피드백 저항기 선택
    12. 3.12 제어 루프 보정
      1. 3.12.1 루프 크로스오버 주파수(fCROSS) 선택
      2. 3.12.2 필요한 RCOMP 결정
      3. 3.12.3 필요한 CCOMP 결정
      4. 3.12.4 필요한 CHF 결정
    13. 3.13 효율성 추정
  5. 4구성 요소 선택 요약
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  6. 5작은 신호 주파수 분석
    1. 5.1 부스트 조절기 모듈레이터 모델
    2. 5.2 보정 모델링
    3. 5.3 개방형 루프 모델링
  7. 6개정 내역

출력 커패시터 선택

출력 커패시터는 부하 전압 리플을 원활하게 하고, 부하 과도 중에 에너지 소스를 제공하며, MOSFET의 온 시간 동안 부하에 에너지를 공급합니다. 출력 커패시터의 크기를 조정하는 실용적인 방법은 필요한 부하 과도 출력 전압 리플 사양을 기반으로 합니다. 부하 과도 사양은 제어 루프 크로스오버 주파수와 관련이 있습니다. 제어 루프 크로스오버 주파수는 오른쪽 반평면 0 주파수인 1/5로 설정됩니다. 이 크로스오버 주파수는 Equation15를 사용하여 계산됩니다.

Equation15. GUID-69EDF452-ACFE-4BCB-AFD5-CDAE8E7ED470-low.gif

이 설계 예에서 부하 과도 사양은 50% 부하 전류(1.5A)에서 100% 부하 전류(3A)까지 부하 과도 상태에서 600mV 이상 오버슈팅하거나 언더슈팅해서는 안 된다는 것을 나타냅니다. Equation16는 지정된 부하 과도 부하 전압 리플 요구 사항을 달성하기 위해 예상 부하 커패시턴스를 계산하는 데 사용됩니다.

Equation16. GUID-67CCE1ED-FF20-4CDB-A096-F96B920574B5-low.gif

여기서

  • ΔILOAD는 부하 전류 조건의 차이(3A - 1.5A)입니다.
  • ΔVLOAD는 지정된 오버슈트 전압 사양 및 언더슈트 전압 사양입니다.

출력 커패시터는 손상 없이 또는 작동 수명을 크게 단축하지 않고 리플 전류를 처리할 수 있도록 정격이 조정되어 있어야 합니다. 최대 RMS 출력 리플 전류는 Equation17을 이용하여 추정합니다. 세라믹 커패시터의 RMS 리플 전류 정격은 일반적으로 전해 콘덴서에 비해 높습니다. 세라믹 커패시터는 출력 커패시터 뱅크의 총 RMS 전류 등급을 높이는 데 사용됩니다.

Equation17. GUID-C9D3ED20-057F-4E88-A1D0-7F894337280A-low.gif

이 설계의 경우 200µF 의 총 출력 커패시턴스가 선택됩니다. 캐패시터 뱅크 ESR(RESR)은 약 2mΩ으로 추정됩니다. 출력 커패시턴스와 낮은 RESR 값은 부하 과도 상태에서 전압 강하를 최소화하는 데 도움이 됩니다.