JAJSXA2 September   2025 LM5125A-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 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  デバイス構成 (CFG0 ピン、 CFG1 ピン、CFG2 ピン)
      2. 6.3.2  デバイスおよび位相のイネーブル / ディスエーブル (UVLO/EN、EN2)
      3. 6.3.3  デュアル デバイス動作
      4. 6.3.4  スイッチング周波数および同期 (SYNCIN)
      5. 6.3.5  デュアル ランダム スペクトラム拡散機能 (DRSS)
      6. 6.3.6  動作モード (バイパス、DEM、FPWM)
      7. 6.3.7  VCC レギュレータ、BIAS (BIAS ピン、VCC ピン)
      8. 6.3.8  ソフトスタート (SS ピン)
      9. 6.3.9  VOUT のプログラミング (VOUT、ATRK、DTRK)
      10. 6.3.10 保護
        1. 6.3.10.1 VOUT 過電圧保護 (OVP)
        2. 6.3.10.2 サーマル シャットダウン (TSD)
      11. 6.3.11 パワー グッド･インジケータ (PGOOD ピン)
      12. 6.3.12 勾配補償 (CSP1、CSP2、CSN1、CSN2)
      13. 6.3.13 電流センス設定とスイッチ ピーク電流制限 (CSP1、CSP2、CSN1、CSN2)
      14. 6.3.14 入力電流制限および監視 (ILIM、IMON、DLY)
      15. 6.3.15 最大デューティ サイクルと最小の制御可能なオン時間の制限
      16. 6.3.16 信号のグリッチ除去の概要
      17. 6.3.17 MOSFET ドライバ、内蔵ブート ダイオード、ヒカップ モードの故障保護 (LOx、HOx、HBx ピン)
    4. 6.4 デバイスの機能モード
      1. 6.4.1 シャットダウン状態
  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
      1. 7.1.1 帰還補償
      2. 7.1.2 非同期アプリケーション
    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  合計フェーズ番号の決定
        2. 7.2.2.2  デューティ サイクルの決定
        3. 7.2.2.3  タイミング抵抗 RT
        4. 7.2.2.4  インダクタの選択 LM
        5. 7.2.2.5  電流センス抵抗 Rcs
        6. 7.2.2.6  電流センス フィルタRCSFP、RCSFN、CCS
        7. 7.2.2.7  ローサイド パワー スイッチ QL
        8. 7.2.2.8  ハイサイド パワー スイッチ QL
        9. 7.2.2.9  スナバ部品
        10. 7.2.2.10 Vout プログラミング
        11. 7.2.2.11 入力電流制限 (ILIM/IMON)
        12. 7.2.2.12 UVLO ディバイダ
        13. 7.2.2.13 ソフト スタート
        14. 7.2.2.14 CFG の設定
        15. 7.2.2.15 出力コンデンサ COUT
        16. 7.2.2.16 入力コンデンサ Cin
        17. 7.2.2.17 ブートストラップ コンデンサ
        18. 7.2.2.18 VCC コンデンサ CVCC
        19. 7.2.2.19 バイアス コンデンサ
        20. 7.2.2.20 VOUT コンデンサ
        21. 7.2.2.21 ループ補償
      3. 7.2.3 アプリケーション曲線
        1. 7.2.3.1 効率
        2. 7.2.3.2 定常状態波形
        3. 7.2.3.3 ステップ負荷応答
        4. 7.2.3.4 同期動作
        5. 7.2.3.5 AC ループ応答曲線
        6. 7.2.3.6 熱性能
    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 ドキュメントのサポート
      1. 8.1.1 関連資料
    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

7.2.2.15 出力コンデンサ COUT

出力コンデンサは、出力電圧のリップルを平滑化し、負荷過渡状況において充電の電源になります。

出力コンデンサのリップル電流定格は、注意深く選択します。ブート レギュレータでは、出力は不連続電流によって供給され、通常はリップル電流の要件が高くなります。実際には、大きなアルミ電解コンデンサよりも先に、電力スイッチの近くに高品質のセラミック コンデンサを配置することで、リップル電流の要件を大幅に低減します。

出力電圧リップルは、出力コンデンサの ESR の影響を大きく受けます。出力コンデンサの並列化は、実効 ESR を最小化し、コンデンサへの出力リップル電流を分割するための適切な選択肢です。

単相昇圧出力 RMS リップル電流は、次のように表します。

式 76. I 1 p _ r m s ≈ I o u t × D D '

出力 RMS 電流は、図 7-9 に示すようにインターリーブにより低減されます。2 相インターリーブ昇圧出力 RMS リップル電流は、次のように表します。

式 77. I o u t _ 2 p _ r m s ≈ I o u t 2 × D × 1 - 2 D D ' ,     D < 0.5 I o u t 2 × 2 D - 1 D ' ,     D ≥ 0.5
LM5125A-Q1 正規化された出力コンデンサの RMS リップル電流図 7-8 正規化された出力コンデンサの RMS リップル電流

デカップリング コンデンサは、MOSFET の電圧スパイクを最小化し、EMI パフォーマンスを向上させることが不可欠です。ごく少数の 0603/100nF セラミック コンデンサを、「垂直ループ」コンセプトに従って、MOSFET の近くに配置しています。詳細については、『最適化された出力段レイアウトによる大電流 DC/DC レギュレータのコストなしでの EMI 性能向上』アプリケーション ブリーフを参照してください。

出力電圧リップルを低減し、出力リップル電流を分割するために、いくつかの 10µF セラミック コンデンサも必要です。

通常、高静電容量の場合はアルミ電解コンデンサが必要となります。この例では、4 つの 150µF アルミ電解コンデンサを選択しています。

出力の過渡応答は、ループ ゲインの帯域幅と出力容量に密接に関係しています。「過渡応答測定から帯域幅を判定する方法」の技術資料から、オーバーシュートまたはアンダーシュート Vp を次のように推定します。

式 78. Vp=ΔItran2π×fc×Cout

ここで、Δ Itran は過渡負荷電流ステップです。

負荷ステップ中に、コンバータが常に CCM または FPWM で動作している場合のみ式 78は有効であることに注意してください。軽負荷時にコンバータが DCM またはパルス スキップ モードに移行すると、オーバーシュートが悪化します。

入力から出力への本質的なパスの関係で、入力電圧が急速に上昇して出力コンデンサを充電するときに、無制限の突入電流が発生します。入力電圧の立ち上がりスルーレートは、突入電流がインダクタ、センス抵抗、またはハイサイド MOSFET を損傷しないよう、ホットスワップまたは入力電源のソフト スタートによって制御される必要があります。