JAJSP06B November   2024  – March 2025 TPS54338 , TPS54438 , TPS54538

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特長
  3. 2 アプリケーション
  4. 3 概要
  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 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  固定周波数のピーク電流モード
      2. 6.3.2  モード選択
      3. 6.3.3  基準電圧
      4. 6.3.4  出力電圧設定
      5. 6.3.5  スイッチング周波数の選択/同期
      6. 6.3.6  位相シフト
      7. 6.3.7  イネーブルと低電圧誤動作防止の調整
      8. 6.3.8  外部ソフト スタートおよびプリバイアス付きソフト スタート
      9. 6.3.9  パワー グッド
      10. 6.3.10 最小オン時間、最小オフ時間、および周波数フォールドバック
      11. 6.3.11 周波数スペクトラム拡散
      12. 6.3.12 過電圧保護
      13. 6.3.13 過電流および低電圧保護
      14. 6.3.14 サーマル シャットダウン
    4. 6.4 デバイスの機能モード
      1. 6.4.1 モードの概要
      2. 6.4.2 重負荷Operation
      3. 6.4.3 パルス周波数変調
      4. 6.4.4 強制連続導通変調
      5. 6.4.5 ドロップアウト動作
      6. 6.4.6 最小オン時間operation
      7. 6.4.7 シャットダウン・モード
  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 出力電圧抵抗の選択
        3. 7.2.2.3 スイッチング周波数の選択
        4. 7.2.2.4 ソフトスタート コンデンサの選択
        5. 7.2.2.5 出力インダクタの選択
        6. 7.2.2.6 出力コンデンサの選択
        7. 7.2.2.7 入力コンデンサの選択
        8. 7.2.2.8 フィードフォワード コンデンサ CFFの選択
        9. 7.2.2.9 最大周囲温度
      3. 7.2.3 アプリケーション曲線
    3. 7.3 設計のベスト プラクティス
    4. 7.4 電源に関する推奨事項
    5. 7.5 レイアウト
      1. 7.5.1 レイアウトのガイドライン
      2. 7.5.2 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 ドキュメントのサポート
      1. 8.2.1 関連資料
    3. 8.3 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    4. 8.4 サポート・リソース
    5. 8.5 商標
    6. 8.6 静電気放電に関する注意事項
    7. 8.7 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

7.2.2.7 入力コンデンサの選択

TPS54538 デバイスには入力デカップリング コンデンサが必要で、アプリケーションによってはバルク入力コンデンサも必要になります。デカップリング・コンデンサの一般的な推奨値は10μFです。このためTlは、高周波フィルタリングを行うために、VINピンと接地の間に0.1µFコンデンサを追加することをお勧めします。

セラミック コンデンサの値は、温度およびコンデンサに印加されるDCバイアスの大きさによって大きく変化します。TIは、X5RおよびX7Rセラミック誘電体は容量/体積比が大きく、温度に対してかなり安定しているため、テキサス・インスツルメンツはX5RおよびX7Rセラミック誘電体を推奨します。また、このコンデンサはDCバイアスも考慮して選択する必要があります。DCバイアスが増加すると、実効容量値は減少します。

コンデンサの電圧定格は、最大入力電圧よりも大きい必要があります。また、コンデンサのリップル電流定格は最大入力電流リップルよりも大きい必要があります。入力リップル電流は、式 23を使って計算できます。

式 23. I C I N _ R M S = I O U T × V O U T V I N _ M I N × V I N _ M I N - V O U T V I N _ M I N

この設計例では、3つのMurata GRM32ER7YA106KA12K（10μF、35V、1210、X7R）コンデンサを選択しています。それぞれ24Vの低入力電圧における実効静電容量は6.16μFです。入力容量の値によって、コンバータの入力リップル電圧が決まります。入力リップル電圧は、式 24を使って計算できます。設計例の値で、IOUT_MAX = 5A、CIN_EFF = 3×6.16 = 18.48μF、fSW = 500kHzを使用すると、入力電圧リップルは113mV、RMS入力リップル電流は2.03Aとなります。

式 24. ∆ V I N = I O U T _ M A X × 0.25 f S W × C I N + ( I O U T _ M A X × R E S R _ M A X )

ここで、

  • RESR_MAXは入力コンデンサの最大直列抵抗で、並列接続した3個のコンデンサのおおよそ1mΩ です。