JAJA709 November   2021 LM5157 , LM5157-Q1 , LM51571-Q1 , LM5158 , LM5158-Q1 , LM51581 , LM51581-Q1

 

  1.   LM5157x および LM5158x を使用して昇圧コンバータを設計する方法
  2.   商標
  3. 1LM5157 の昇圧設計の例
  4. 2計算と部品の選択
    1. 2.1  スイッチング周波数
    2. 2.2  インダクタの計算
    3. 2.3  勾配補償チェック
    4. 2.4  インダクタの選択
    5. 2.5  ダイオードの選択
    6. 2.6  出力コンデンサの選定
    7. 2.7  入力コンデンサの選択
    8. 2.8  UVLO 抵抗の選択
    9. 2.9  ソフトスタート・コンデンサの選択
    10. 2.10 帰還抵抗の選択
    11. 2.11 制御ループの補償
      1. 2.11.1 クロスオーバー周波数 (fcross) の選択
      2. 2.11.2 RCOMP の選択
      3. 2.11.3 CCOMP の選択
      4. 2.11.4 CHF の選択
    12. 2.12 電力損失と効率の推定
  5. 3実装結果
  6. 4小信号周波数解析
    1. 4.1 昇圧レギュレータの変調器のモデル化
    2. 4.2 補償のモデル化
    3. 4.3 開ループのモデル化

2.6 出力コンデンサの選定

出力コンデンサによって、出力電圧リップルと負荷過渡性能が決定します。この例では、必要な出力電圧リップルに基づいて、適切な出力コンデンサのサイズを決定しています。必要な VLOAD リップルが 100mV なので、Equation12 を使用して最小出力容量を計算します。

Equation12. C OUT _ min = I LOAD ∙ D f sw ∙ Δ V LOAD = 1.6 A ∙ 0.5 2.1 MHz ∙ 100 mV = 3.8 μF

出力コンデンサは、AC 電流を取り扱える定格にする必要があります。最大出力リップル電流は、Equation13 を使用して推定されます。

Equation13. I RMS _ COUT = 1 - D ∙ [ I LOAD 2 ∙ D 1 - D 2 + Δ i L 2 3 ] = 1 - 0.5 ∙ [ 1.6 A 2 ∙ 0.5 1 - 0.5 2 + 0.48 A 2 3 ] = 1.6 A  

インダクタの計算と同様に、上記の条件はワーストケースのシナリオとして選択され、最大容量の要件と最大 RMS 電流は、全負荷の条件とディレーティングした半負荷の条件の中間だということに注意してください。この設計では、合計出力容量として 28μF を選択します。12V DC バイアス未満での容量降下を考慮すると、約 22μF になります。コンデンサ・バンクの ESR (RESR) は約 0.22mΩ と推定されます。