JAJSF14H March   2016  – June 2025 TPS56C215

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特長
  3. 2 アプリケーション
  4. 3 説明
  5. 4 ピン構成および機能
  6. 5 仕様
    1. 5.1 絶対最大定格
    2. 5.2 ESD 定格
    3. 5.3 推奨動作条件
    4. 5.4 熱に関する情報
    5. 5.5 電気的特性
    6. 5.6 タイミング要件
    7. 5.7 代表的特性
  7. 6 詳細説明
    1. 6.1 概要
    2. 6.2 機能ブロック図
    3. 6.3 機能説明
      1. 6.3.1  PWM 動作と D-CAP3™ 制御モード
      2. 6.3.2  Eco モード制御
      3. 6.3.3  4.7V LDO
      4. 6.3.4  MODE の選択
      5. 6.3.5  ソフト スタートおよびプリバイアス付きソフト スタート
      6. 6.3.6  イネーブルおよび調整可能な UVLO
      7. 6.3.7  パワー グッド
      8. 6.3.8  電流保護と低電圧保護
      9. 6.3.9  過渡応答の強化
      10. 6.3.10 UVLO 保護
      11. 6.3.11 サーマル シャットダウン
      12. 6.3.12 出力電圧放電
    4. 6.4 デバイスの機能モード
      1. 6.4.1 軽負荷動作
      2. 6.4.2 スタンバイ動作
  8. 7 アプリケーションと実装
    1. 7.1 アプリケーション情報
    2. 7.2 代表的なアプリケーション
      1. 7.2.1 設計要件
      2. 7.2.2 詳細な設計手順
        1. 7.2.2.1 WEBENCH® ツールによるカスタム設計
        2. 7.2.2.2 外付け部品の選択
          1. 7.2.2.2.1 出力電圧設定点
          2. 7.2.2.2.2 スイッチング周波数およびモードの選択
          3. 7.2.2.2.3 インダクタの選択
          4. 7.2.2.2.4 出力コンデンサの選択
          5. 7.2.2.2.5 入力コンデンサの選択
      3. 7.2.3 アプリケーション曲線
    3. 7.3 電源に関する推奨事項
    4. 7.4 レイアウト
      1. 7.4.1 レイアウトのガイドライン
      2. 7.4.2 レイアウト例
  9. 8 デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 8.1 デバイス サポート
      1. 8.1.1 サード・パーティ製品に関する免責事項
      2. 8.1.2 開発サポート
        1. 8.1.2.1 WEBENCH® ツールによるカスタム設計
    2. 8.2 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    3. 8.3 サポート・リソース
    4. 8.4 商標
    5. 8.5 静電気放電に関する注意事項
    6. 8.6 用語集
  10. 9 改訂履歴
  11. 10メカニカル、パッケージ、および注文情報
    1. 10.1 パッケージ マーキング

6.3.1 PWM 動作と D-CAP3™ 制御モード

TPS56C215 は、適応型オン時間 PWM 制御を使用して、独自の D-CAP3 制御モードを使用して動作するため、高速な負荷過渡応答により外部部品数を抑えながら、高い出力電圧精度を維持できます。各スイッチング サイクルの開始時に、ハイサイド MOSFET は内部ワンショット タイマで設定されたオン時間だけオンになります。このオン時間は、コンバータの入力電圧、コンバータの出力電圧、擬似固定周波数に基づいて設定されるため、このタイプの制御トポロジは適応型オン時間制御と呼ばれます。ワンショット タイマは、帰還電圧 (VFB) が内部リファレンス電圧 (VREF)を下回るとリセットされ、再度オンになります。内部でランプ波形が生成され、FB ピンに供給されることで出力電圧リップルをシミュレートします。これにより、多層セラミックコンデンサ (MLCC) などの超低 ESR 出力コンデンサの使用が可能になります。DCAP3 制御トポロジでは、外部の電流センス ネットワークやループ補償回路は不要です。

TPS56C215 は、出力電圧の高精度化を実現するエラー アンプを内蔵しています。このエラーアンプは、他の D-CAP3 モデルには搭載されていません。内部で補償されるすべての制御トポロジには、制御トポロジがサポートできる出力フィルタの範囲があります。TPS56C215 で使用される出力フィルタは、ローパス L-C 回路です。この L-C フィルタは、式 1に記載された二重極があります。

式 1. TPS56C215

低周波数では、出力設定点分圧抵抗回路、およびTPS56C215の内部ゲインによって、全体のループ ゲインが設定されます。低周波域の L-C 二重極では、位相は 180 度の同相になります。出力フィルタ周波数では、ゲインは–40dB/dec レートで減衰し、位相も急激に低下します。内部リップル生成回路によって高周波ゼロ点が導入されることで、ゲインの減衰が –40dB/dec から –20dB/dec に低減され、ゼロ点周波数で 1 dec 上で位相が 90 度まで上昇します。内部リップル注入による高周波ゼロ点位置は、選択したスイッチング周波数に応じて表 6-1に示すように変化します。出力フィルタに使用するインダクタとコンデンサは、この高周波数ゼロから得られる位相ブーストによって安定性要件のための十分な位相マージンが確保されるように、二重極を高周波数ゼロに十分近く配置する必要があります。システム全体のクロスオーバー周波数は通常、スイッチング周波数 (FSW) の 1/5 未満に設定する必要があります。

表 6-1 リップル注入ゼロ点
スイッチング周波数 (kHz)ゼロ位置 (kHz)
40017.8
80027.1
120029.8

表 6-2に、セクション 5.7の効率曲線のプロットに使用したインダクタ値と型番を示します。

表 6-2 インダクタ値
VOUT (V)FSW(kHz)LOUT(μH)WÜRTH 型番(1)
1.24001.2744325120
8000.68744311068
12000.47744314047
3.34002.4744325240
8001.57443552150
12001.2744325120
5.54003.3744325330
8002.4744325240
12001.57443552150
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