4 BOM 評価

効率性と損失について、いくつかの BOM が評価されています。それぞれは、BQ2575x デバイス ファミリを使用して効率的なシステムを設計できることを意味します。表 4-1に、各 BOM の最高効率の概要を示します。

動作条件は、出力電流、バス電圧、スイッチング周波数、入力電圧、外部ゲート ドライブ電圧を示しています。

以下のグラフは、これらの BOM それぞれの効率と損失を示しています。

図 4-1と図 4-2において、効率は V_IN が V_OUT にほぼ等しいときに最も高くなります。V_IN と V_OUT に大きな差があると、デューティ サイクルが減少し、チャージャが動作しやすくなります。昇降圧モードは、降圧位相と昇圧フェーズが低いデューティ サイクルで動作し、スイッチング損失が最小限に抑えられるため、最も効率的なモードです。

図 4-2では、BOM1 は BQ25758BOM と同じであり、BOM1 は USB-EPR 電圧の全範囲をカバーできます。

図 4-3で、BOM2 は 100W の PD と組み合わせて動作し、部品を狭い面積に搭載するように設計されています。

図 4-1 V_IN = 48V での BOM1 の効率と損失

図 4-2 V_IN = 20V での BOM1 の効率と損失

図 4-3 V_IN=20V での BOM2

図 4-4では、BOM3 は 12V LiFePO₄ バッテリと動作する車載アプリケーション向けに設計されています。

図 4-5で、BOM4 は 140W PD 充電で動作するように設計されています。このグラフでは、BOM4 が 7V という外部ゲート ドライブ電源を使用しています。

図 4-6では、BOM5 は、48V LiFePO₄ バッテリを搭載した車載アプリケーション向けの設計を採用しています。

図 4-4 BOM3 の効率グラフ (V_IN = 12V)

図 4-6 BOM5 の効率 (V_IN = 48V)

図 4-5 BOM4 の効率グラフ (V_IN = 20V)

ここで重要なことは、最終アプリケーションが動作条件と BOM の選択を通知できることです。VIN が VOUT に近いときに最高の効率を実現します。これらの決定は、システム全体の効率を大きく左右します。

次に、さまざまなゲート駆動電圧をより詳細に検討します。ここで、入力電圧、出力電圧、BOM が同じで、ゲート ドライブ電圧が異なる複数の事例を比較します。

図 4-7 BOM2、V_IN = 20V、V_OUT = 15V

なお、本デバイスは、スイッチング コンバータのゲート駆動電圧を供給する LDO を内蔵しています。外部ドライブを使用すると、内部 LDO である REGN に起因する損失が除去されます。入力電圧が高いほど、LDO 損失は大きくなります。この効果は上の図で観察できます。

グラフを読みやすくするために、図 4-8はゲート ドライブ電源を 5A のみで比較しています。

図 4-8 V_IN = 20V、V_OUT = 15V、I_CHG = 5A での BOM2

この場合、7V はスイッチング損失と導通損失が小さい電圧であることがわかりました。10V の場合は、スイッチング損失が大きくなり、FET の導通が減少するとオフセットされます。図 4-9に、7V の外部ゲート ドライブによる効率の向上を示します。

図 4-9 V_IN = 20V、V_{DRV_SUP} = 7 の組み合わせで の BOM2