LM5164を使用した調整可能な1.2V TO100V DCバックコンバーター回路

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  LM5164を使用した調整可能な100V DCステップダウンバックコンバーター回路

ここで、最初にLM5164の回路が表示されます。その後、インダクタ、コンデンサ、抵抗器などの部品を選択し、最後にPCBレイアウトとトラブルシューティングについて説明します。さて、始めましょう。

LM5164で得られるもの

このLM5164チップは、15V〜100V入力を要するため、非常に便利です。また、1.225Vから必要なものに出力電圧を設定できます(VIN以下)。しかし、ここでは12V 1Aに設定します。今、このチップについていくつかの良いこと:



15Vから100Vの動作が非常に柔軟です。

2つの抵抗器を使用して出力を調整できます。



1A電流を与え、多くのことに十分に良い。

IQが低いので、あまり力を無駄にしません。

一定の時間(COT)コントロールを使用します。つまり、負荷の変化に対する高速応答を意味します。

内部にMOSFETがあるので、外部ダイオードは必要ありません。

したがって、このチップは、高電圧入力が必要な場合はかなりきれいですが、安全な12V出力が必要です。

この回路には何がありますか

このLM5164を使用すると、直接接続するだけでなく、適切に機能するために他の部分が必要です。これが私たちが置いたものです:

LO(インダクタ)→この部品はエネルギーを蓄積し、作業をスムーズに切り替えるのに役立ちます。

CIN(入力コンデンサ)→これにより、入力電圧が安定し、LM5164が突然の電圧ディップが表示されないようにします。

Cout(出力コンデンサ)→これにより、リップルが減少するため、12V DCがきれいになります。

RFB1、RFB2(フィードバック抵抗器)→これらの設定出力電圧。

CBST(Bootstrapコンデンサ)→これにより、ハイサイドMOSFETが適切に機能するのに役立ちます。

RA、CA、CB(補償ネットワーク)→これらは、回路を安定させるために必要です。

間違った値を選択した場合、出力が悪いことです。電圧ジャンプ、高いリップル、または起動さえしません。したがって、すべてを適切に計算します。

出力電圧の設定方法

これで、LM5164にはフィードバックピン(FB)があり、そこにRFB1とRFB2を接続して出力電圧を設定します。式は次のとおりです。

vout = 1.225V *(1 + rfb1 / rfb2)

RFB2 =49.9KΩ(データシートからの良好な値)を修正しました。12V出力のRFB1を計算します。

rfb1 =(vout / 1.225v -1) * rfb2

RFB1 =(12V / 1.225V -1) *49.9kΩ

rfb1 =(9.8-1) *49.9kΩ

RFB1 = 8.8 *49.9kΩ

RFB1 =439KΩ

わかりましたが、439kΩは標準ではないため、十分に近い453kΩを使用します。

この回路がどれくらい速く切り替わるか

このバックコンバーターは、切り替えによって機能するため、スイッチング速度を設定する必要があります。 (トン)にとどまる時間は次のとおりです。

ton = vout /(vin * fsw)

vout = 12V、vin = 100V、fsw = 300kHzを取得します。

ton = 12V /(100V * 300000)

トーン= 400ns

今、オフタイム(toff)は次のとおりです。

toff = ton *(ワイン / vout -1)

代替値:

toff = 400ns *(100V / 12V -1)

toff = 400ns * 7.33

toff = 2.93µs

デューティサイクル(d)は次のとおりです。

D = Vout / Wine

D = 12V / 100V

D = 0.12(12%)

したがって、MOSFETは88%の時間で12%とオフの時間をオンにします。

コンポーネントの選択

インダクタ(lo)

これを使用してLOが見つかります:

lo =(vinmax -vout) * d /(ΔIl * fsw)

ΔIL= 0.4aを服用します。

LO =(100V -12V) * 0.12 /(0.4a * 300000)

LO = 68µH

したがって、68µHインダクタを使用します。

出力コンデンサ(cout)

波紋を減らすためにカウトが必要です:

cout =(iout * d) /(Δvout * fsw)

ΔVout= 50mVの場合、

cout = 8µf

しかし、安全に47µFを使用する方が良いです。

入力コンデンサ(CIN)

CINの場合:

cin =(iout * d) /(Δvin * fsw)

Δvin= 5Vの場合、

食べる=2.2μy

ブートストラップコンデンサ(CBST)

データシートの推奨事項から2.2NFを取得します。

効率の確認

効率(η)は次のとおりです。

h =(pout / pin) * 100%

pout = vout * iout = 12w

80%の効率で、

PIN = 12W / 0.80 = 15W

入力電流:

iin = pin / vin

iin = 15W / 100V

iin = 0.15a

PCBレイアウト、非常に重要です!

PCBレイアウトが悪い場合、高いノイズ、悪いパフォーマンス、または障害さえも得られます。それで:

高電流トレースを短くて広くします。

コンデンサをチップの近くに配置します。

接地面を使用してノイズを減らします。

LM5164の下にサーマルVIAを追加して、冷却を支援します。

問題のテストと修正の問題

低入力電圧(15V)から始めます。

12V出力が得られるかどうかを確認してください。

オシロスコープを使用して、スイッチング波形を確認します。