JAJA905 アプリケーション・ノート

JAJA905 June 2025 BQ25756

2.2 昇圧モードの損失

昇圧モードでは、上側の FET は非同期で下側の FET は同期しています。上側と下側の FET の総電力損失は、次の式を使用して、降圧モードと同じ方法で決定できます。

式 24.

P_{t o p} = P_{c o n_t o p} + P_{s w_t o p}

式 25.

P_{b o t t o m} = P_{c o n_b o t t o m} + P_{s w_b o t t o m}

上側の FET の導通損失は、降圧モード損失に似ています。

式 26.

P_{c o n_t o p} = (1 - D) \times {I_{L_R M S}}^{2} \times R_{D S (o n)_t o p}

式 27.

{I_{L_R M S}}^{2} = {I_{L_D C}}^{2} + \frac{{I_{r i p p l e}}^{2}}{12}

昇圧モードでは、上側の FET に逆回復電荷、デッドタイム、ゲート容量による損失があります。

式 28.

P_{s w_t o p} = P_{R R_t o p} + P_{d e a d_t o p} + P_{g a t e_t o p}

デザインカリキュレータパラメータと MOSFET データシートのパラメータの関連付け

式 29.

P_{R R_t o p} = V_{I N} \times Q_{r r} \times f_{s w}

式 30.

P_{d e a d_t o p} = V_{S D} \times I_{v a l l e y} \times f_{s w} \times t_{d e a d_r i s e} + V_{S D} \times I_{p e a k} \times f_{s w} \times t_{d e a d_f a l l}

式 31.

P_{g a t e_t o p} = V_{I N} \times Q_{g a t e_t o p} \times f_{s w}

前述のとおり、外部ゲートドライブ電圧が供給される場合は、代わりに次の式を使用できます。

式 32.

P_{g a t e_t o p} = V_{D R V_S U P} \times Q_{g a t e_t o p} \times f_{s w}

下側 FET の損失は、同期整流降圧 FET の損失とほぼ同じです。

式 33.

P_{c o n_b o t t o m} = D \times {I_{L_R M S}}^{2} \times R_{D S (o n)_b o t t o m}

式 34.

{I_{L_R M S}}^{2} = {I_{L_D C}}^{2} + \frac{{I_{r i p p l e}}^{2}}{12}

スイッチング損失の原因は、FET のターンオンとターンオフ中の電流と電圧のオーバーラップ、寄生ゲート容量、FET に流入するゲート駆動損失です。

式 35.

P_{s w_b o t t o m} = P_{I V_b o t t o m} + P_{Q o s s_b o t t o m} + P_{g a t e_b o t t o m}

ここで、P_{IV_top} は電流と電圧のオーバーラップによる MOSFET の上側損失、P_{Qoss_top} は MOSFET の寄生出力容量による損失、P_{gate_top} はゲート駆動損失です。P_{IV_top} は、次の式で与えられます。

式 36.

P_{I V_b o t t o m} = 0.5 V_{I N} \times I_{v a l l e y} \times t_{o n} \times f_{s w} + 0.5 V_{I N} \times I_{p e a k} \times t_{o f f} \times f_{s w}

I_Valley、I_Peak、t_on および t_off の計算は、降圧モードと同じです。