KOKA020A February   2019  – January 2023 LM5155 , LM5155-Q1 , LM51551 , LM51551-Q1

 

  1.   LM5155를 사용하여 절연 플라이백을 설계하는 방법
  2.   상표
  3. 1머리말
  4. 2애플리케이션 예
  5. 3계산 및 부품 선택
    1. 3.1 스위칭 주파수
    2. 3.2 변압기 선택
      1. 3.2.1 최대 듀티 사이클 및 회전 비율 선택
      2. 3.2.2 1차 권선 인덕턴스 선택
    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 선택
    4. 3.4 MOSFET 선택
    5. 3.5 다이오드 선택
    6. 3.6 출력 커패시터 선택
    7. 3.7 입력 커패시터 선택
    8. 3.8 UVLO 저항기 선택
    9. 3.9 제어 루프 보정
      1. 3.9.1 피드백 저항기 선택
      2. 3.9.2 RPULLUP 선택
      3. 3.9.3 옵토커플러 선택
      4. 3.9.4 RLED 선택
      5. 3.9.5 교차 주파수 선택
      6. 3.9.6 필요한 RCOMP 결정
      7. 3.9.7 필요한 CCOMP 결정
  6. 4구성 요소 선택 요약
  7. 5작은 신호 주파수 분석
    1. 5.1 플라이백 레귤레이터 변조기 모델링
    2. 5.2 보정 모델링
  8. 6개정 내역

3.4 MOSFET 선택

플라이백 컨트롤러에 대한 MOSFET 선택에서 중점 사항은 전력 손실 및 정격 전압입니다. MOSFET의 전력 손실은 전도 손실과 스위칭 손실이라는 두 부분으로 구성되어 있습니다. 전도 손실은 MOSFET의 RDS(ON) 저항에 의해 좌우됩니다. 스위칭 손실은 N-채널 MOSFET가 켜지고 꺼졌을 때 스위치 노드의 상승 시간 및 하강 시간 동안 발생합니다. 상승 시간과 하강 시간 동안 MOSFET 채널을 통과하는 전류와 드레인에서 소스에 걸쳐 큰 전압 강하가 존재하기 때문에 전력 손실이 발생합니다. 스위치 노드의 상승 및 하강 시간이 길수록 스위칭 손실은 더 높아집니다. 최소 기생 커패시턴스를 사용하여 MOSFET을 선택하면 스위칭 손실이 감소합니다.

총 게이트 전하(QG_total)는 반드시 내부 VCC 레귤레이터가 전류 한도에 진입하지 않도록 할 만큼 충분히 작아야 합니다. 주어진 MOSFET에 대한 QG_total은 구성 요소 데이터 시트에 나와 있습니다. Equation16에는 선택한 스위칭 주파수에 대한 MOSFET의 최대 총 게이트 전하가 나와 있습니다. 선택한 MOSFET의 QG_total은 35nC입니다.

Equation16. GUID-BEE13B4D-18B5-45B3-B8CF-485E18C362F5-low.gif

MOSFET의 RMS 전류는 Equation17를 사용해 추정합니다. 스위치 RMS 전류를 추정함으로써 적절하게 작은 RDS(ON) 값을 가진 MOSFET을 선택합니다.

Equation17. GUID-01F94C7B-6854-4045-9F94-96E422B789FD-low.gif

선택한 MOSFET의 RDS(ON)은 8.7mΩ입니다.

MOSFET의 드레인-소스 브레이크다운 정격 전압은 Equation18에서 계산된 것처럼 반영된 2차측 전압에 최대 입력 전압을 더한 값보다 커야 합니다.

Equation18. GUID-22E25C74-7879-4801-8532-55611495523F-low.gif

1차측 권선의 기생 누설 인덕턴스로 인해 스위치 노드 전압이 Equation18에서 계산된 값보다 훨씬 큽니다. 스위치 노드의 링잉을 없애려면 전압 클램프를 추가하면 됩니다. 이 클램프의 설계에 대한 설명은 본 애플리케이션 보고서에 나와 있지 않습니다. 이 설계에서는 정격 전압이 100V인 MOSFET을 선택했습니다.