JAJSWU3 June   2025 LM25137-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特長
  3. 2 アプリケーション
  4. 3 説明
  5. 4 関連製品
  6. 5 ピン構成および機能
    1. 5.1 ウェッタブル フランク
  7. 6 仕様
    1. 6.1 絶対最大定格
    2. 6.2 ESD 定格
    3. 6.3 推奨動作条件
    4. 6.4 熱に関する情報
    5. 6.5 電気的特性
    6. 6.6 代表的特性
  8. 7 詳細説明
    1. 7.1 概要
    2. 7.2 機能ブロック図
    3. 7.3 機能説明
      1. 7.3.1  入力電圧範囲 (VIN)
      2. 7.3.2  バイアス電源レギュレータ (VCC、BIAS1/VOUT1、VDDA)
      3. 7.3.3  高精度イネーブル (EN1、EN2)
      4. 7.3.4  スイッチング周波数 (RT)
      5. 7.3.5  パルス周波数変調および同期 (PFM/SYNC)
      6. 7.3.6  同期出力 (SYNCOUT)
      7. 7.3.7  デュアル ランダム スペクトラム拡散機能 (DRSS)
      8. 7.3.8  構成可能なソフトスタート (RSS)
      9. 7.3.9  出力電圧の設定ポイント (FB1、FB2)
      10. 7.3.10 制御可能な最小オン時間
      11. 7.3.11 エラー アンプと PWM コンパレータ (FB1、FB2、COMP1、COMP2)
        1. 7.3.11.1 スロープ補償
      12. 7.3.12 インダクタ電流センス (ISNS1+、BIAS1/VOUT1、ISNS2+、VOUT2)
        1. 7.3.12.1 シャント電流センシング
        2. 7.3.12.2 インダクタ DCR 電流センシング
      13. 7.3.13 MOSFET ゲートドライバ (HO1、HO2、LO1、LO2)
      14. 7.3.14 出力構成 (CNFG)
        1. 7.3.14.1 独立したデュアル出力動作
        2. 7.3.14.2 単一出力インターリーブ動作
        3. 7.3.14.3 単一出力多相動作
    4. 7.4 デバイスの機能モード
      1. 7.4.1 スリープ モード
      2. 7.4.2 PFM モード
  9. 8 アプリケーションと実装
    1. 8.1 アプリケーション情報
      1. 8.1.1 パワートレイン コンポーネント
        1. 8.1.1.1 パワー MOSFET
        2. 8.1.1.2 降圧インダクタ
        3. 8.1.1.3 出力コンデンサ
        4. 8.1.1.4 入力コンデンサ
        5. 8.1.1.5 EMI フィルタ
      2. 8.1.2 エラー アンプと補償
    2. 8.2 代表的なアプリケーション
      1. 8.2.1 デザイン 1 - 12V 車載バッテリ アプリケーション向けのデュアル 5V および 3.3V、20A 降圧レギュレータ
        1. 8.2.1.1 設計要件
        2. 8.2.1.2 詳細な設計手順
          1. 8.2.1.2.1 WEBENCH® ツールによるカスタム設計
          2. 8.2.1.2.2 Excel クイックスタート ツールによるカスタム設計
          3. 8.2.1.2.3 インダクタの計算
          4. 8.2.1.2.4 シャント抵抗
          5. 8.2.1.2.5 セラミック出力コンデンサ
          6. 8.2.1.2.6 セラミック入力コンデンサ
          7. 8.2.1.2.7 帰還抵抗抵抗
          8. 8.2.1.2.8 入力電圧 UVLO 抵抗
          9. 8.2.1.2.9 補償部品
        3. 8.2.1.3 アプリケーション曲線
      2. 8.2.2 デザイン 2 - 車載用 ADAS アプリケーション向け 2 相、単一出力、同期整流降圧レギュレータ
        1. 8.2.2.1 設計要件
        2. 8.2.2.2 詳細な設計手順
      3. 8.2.3 デザイン 3 - 12V、25A、400kHz、2 相降圧レギュレータ、24V 車載アプリケーション用
        1. 8.2.3.1 設計要件
        2. 8.2.3.2 詳細な設計手順
        3. 8.2.3.3 アプリケーション曲線
    3. 8.3 電源に関する推奨事項
    4. 8.4 レイアウト
      1. 8.4.1 レイアウトのガイドライン
        1. 8.4.1.1 出力段レイアウト
        2. 8.4.1.2 ゲートドライブレイアウト
        3. 8.4.1.3 PWM コントローラのレイアウト
        4. 8.4.1.4 熱設計およびレイアウト
        5. 8.4.1.5 グランド プレーン設計
      2. 8.4.2 レイアウト例
  10. 9 デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 9.1 デバイス サポート
      1. 9.1.1 サード・パーティ製品に関する免責事項
      2. 9.1.2 開発サポート
        1. 9.1.2.1 WEBENCH® ツールによるカスタム設計
    2. 9.2 ドキュメントのサポート
      1. 9.2.1 関連資料
        1. 9.2.1.1 低 EMI 設計リソース
        2. 9.2.1.2 熱設計についてのリソース
        3. 9.2.1.3 PCB レイアウトについてのリソース
    3. 9.3 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    4. 9.4 サポート・リソース
    5. 9.5 商標
    6. 9.6 静電気放電に関する注意事項
    7. 9.7 用語集
  11. 10改訂履歴
  12. 11メカニカル、パッケージ、および注文情報

7.3.13 MOSFET ゲートドライバ (HO1、HO2、LO1、LO2)

LM25137-Q1 には、MOSFET ゲートドライバと、関連するハイサイドレベルシフタが搭載されており、外部の N チャネルパワー MOSFET を駆動します。ハイサイドゲートドライバは、内蔵ブートストラップダイオードおよび外付けブートストラップコンデンサ CBOOT と連動して動作します。ローサイド MOSFET の導通時間内は、SW 電圧が約 0V で、CBOOT はダイオードを経由して VCC から充電されます。

LM25137-Q1 は LO と HO 出力をアダプティブデッドタイム方式で制御するため、両方の出力 (LO と HO) が同時にイネーブルになることはなく、クロス導通を防止します。コントローラから LO をイネーブルにするようコマンドが送信されると、アダプティブデッドタイムロジックは最初に HO をディスエーブルにして、HO と GND 間の電圧が 2V (標準値) 以下に低下するまで待機します。次に、短い遅延 (HO の立ち下がりから LO の立ち上がりまでの遅延) の後に LO はイネーブルになります。同様に、LO 電圧が 2V を下回るまで、HO のターンオンは遅延されます。次に、短い遅延 (LO 立ち下がりから HO 立ち上がりまでの遅延) の後に HO はイネーブルになります。この方法により、任意のサイズの N チャネル MOSFET 部品や並列 MOSFET 構成に対して、適切なデッドタイムを確保することができます。

VIN が VOUT 設定ポイントに近づくと、LM25137-Q1 は内蔵チャージポンプを作動させてハイサイド MOSFET をオンに維持し、真の 100% デューティサイクルを実現します。この動作により、入力から出力まで可能な限り低いドロップアウト電圧を実現できます。直列ゲート抵抗を追加する場合は、直列ゲート抵抗のために実効デッドタイムが短くなる可能性があるため、注意が必要です。式 10 に従って、選択したハイサイドパワー MOSFET により、適切なブートストラップコンデンサの値 CBOOT が決まります。

式 10. LM25137-Q1

ここで、

  • QG は、該当のゲートドライブ電圧 (通常 5V) におけるハイサイド MOSFET のゲート電荷の総量です
  • ΔVCBOOT は、ターンオン後のハイサイド MOSFET ドライバの電圧変動です

CBOOT を決定するには、利用可能なゲートドライブ電圧が大きな影響を受けないように ΔVCBOOT を選択します。ΔVCBOOT の許容範囲は 100mV～200mV です。ブートストラップコンデンサは、通常 0.1µF の低 ESR セラミックコンデンサにする必要があります。公称 VCC 電圧が 5V であると仮定して、VGS = 4.5V で定格 RDS(on) のロジックレベルパワー MOSFET を使用します。