JAJA969 August   2025 LM5137F-Q1

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   商標
  4. 1はじめに
  5. 2LM5137F-Q1 によるハードウェアデザイン
    1. 2.1 回路図
  6. 3PMP41158 の性能曲線
    1. 3.1 4 相インターリーブ
    2. 3.2 熱性能
    3. 3.3 負荷過渡
    4. 3.4 軽負荷効率
    5. 3.5 ボード線図
  7. 4リファレンスデザインを 48V から 12V への変換に変更
  8. 5まとめ
  9. 6参考資料

はじめに

このリファレンスデザインは、ADAS および IVI アプリケーションで使用できる 4 相インターリーブ降圧コンバータを示しています。表 1 に示すように、コンバータは 6.5V ~ 36V の広い入力電圧範囲で動作し、単一の 4.5V 安定化出力を供給します。出力許容誤差は、最大 42A の負荷電流において、定常状態設定点精度は 1% より優れています。また、このリファレンスデザインは動的位相シェディングを採用して優れた軽負荷効率を実現し、15mA の負荷電流で最大 81% の効率を達成します。コンバータはピーク電流モード制御を搭載しており、65A/μs で 21A ~ 86A の負荷ステップで ±8.3% の出力電圧摂動を達成します。LM5137F-Q1 はデュアル位相スタッカブルコントローラです。このリファレンスデザインは 2 つの LM5137F-Q1 を使用して、単一出力 4 相インターリーブ電圧レギュレータを実現します。1 つの LM5137-Q1 を 1 次コントローラとして、2 つ目の LM5137-Q1 を 2 次コントローラとして使用しています。スタック構成では、各コントローラの COMP1 と COMP2 すべてが一緒に接続されます。単一出力のインターリーブ設計として、すべての出力が一緒に接続され、各位相はクロックインターリーブの各位相に同期され、90 度間隔でシフトされます。4 相インターリーブを使用すると単相設計よりもリップル電流が効果的に低減されるため、入力コンデンサと出力コンデンサの両方でリップル電圧と RMS リップル電流が低減されます。

表 1-1 主なシステム仕様
パラメータ テスト条件 最小値 公称値 最大値 単位
入力条件
入力電圧 / 6.5 13.5 36 Volt
入力電流 / 14 26 アンペア
出力条件
出力電圧 / 4.5 Volt
出力電流 / 42 アンペア
出力電圧リップル 全範囲 Vin、全範囲負荷 40 mV
出力電力 200 ワット
システム特性
効率 (η) Vin = 13.5V、Vout= 4.5V、Iout = 15mA 81.1 %
Vin = 13.5V、Vout = 4.5V、Iout = 21A 95.5 %
Vin = 13.5V、Vout = 4.5V、Iout = 40A 94.1 %
負荷過渡応答

21A-42A-56A-83A-21A、1μs スルー時間

12 個の 47μF/1210 個の出力コンデンサ

-5.5 5.5 %

21A-83A-56A-42A-21A、1μs スルー時間

12 個の 47μF/1210 個の出力コンデンサ

-8.3 8.3 %
動作時周囲温度 オープン フレーム -25 25 85
スイッチング周波数 / 400 kHz
基板フォーム ファクタ FR4 材質、6 層、2 オンス銅 126 × 87 × 35 mm3