KOKA015A June   2020  – November 2022 LM5156 , LM5156-Q1 , LM51561 , LM51561-Q1 , LM51561H , LM51561H-Q1 , LM5156H , LM5156H-Q1

 

  1.   LM5156을 사용하여 부스트 컨버터를 설계하는 방법
  2. 1LM5156 설계 예
  3. 2애플리케이션 예
  4. 3계산 및 부품 선택
    1. 3.1  스위칭 주파수
    2. 3.2  인덕터 계산
    3. 3.3  전류 감지 저항 계산
      1. 3.3.1 전류 감지 저항 및 기울기 보상 저항 선택
      2. 3.3.2 전류 감지 저항 필터 계산
    4. 3.4  인덕터 선택
    5. 3.5  다이오드 선택
    6. 3.6  MOSFET 선택
    7. 3.7  출력 커패시터 선택
    8. 3.8  입력 커패시터 선택
    9. 3.9  UVLO 저항기 선택
    10. 3.10 소프트 스타트 캐패시터 선택.
    11. 3.11 피드백 저항기 선택
    12. 3.12 제어 루프 보정
      1. 3.12.1 루프 크로스오버 주파수(fCROSS) 선택
      2. 3.12.2 필요한 RCOMP 결정
      3. 3.12.3 필요한 CCOMP 결정
      4. 3.12.4 필요한 CHF 결정
    13. 3.13 효율성 추정
  5. 4구성 요소 선택 요약
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  6. 5작은 신호 주파수 분석
    1. 5.1 부스트 조절기 모듈레이터 모델
    2. 5.2 보정 모델링
    3. 5.3 개방형 루프 모델링
  7. 6개정 내역

효율성 추정

부스트 컨버터의 총 손실(PTOTAL)은 디바이스 내 손실(PIC), MOSFET 전력 손실(PQ), 다이오드 전력 손실(PD), 인덕터 전력 손실(PL) 및 감지 저항기의 손실(PRS)의 합으로 나타낼 수 있습니다.

Equation29. GUID-23E791B3-71F1-446B-972D-1B7667A0B1A9-low.gif

PIC는 게이트 구동 손실(PG)과 대기 전류에 의한 손실(PIQ)로 구분할 수 있습니다.

Equation30. GUID-CFC5E57C-7A75-4C4E-AFC3-C83244935307-low.gif

각 전력 손실은 대략적으로 다음과 같이 계산됩니다.

Equation31. GUID-0A353963-CBCE-4DFE-B134-4EFD427858E4-low.gif
Equation32. GUID-BA406820-65CF-49CE-81D5-E35DB3847474-low.gif

각 모드의 IBIAS 값은 LM5156 데이터 시트를 참조하십시오.

PQ는 스위칭 손실(PQ(SW))과 전도 손실(PQ(COND))로 나눌 수 있습니다.

Equation33. GUID-263BE9AC-BDC9-4229-8E61-0C49740A4378-low.gif

각 전력 손실은 대략적으로 다음과 같이 계산됩니다.

Equation34. GUID-C932777C-4D52-4C82-948C-4A9A5CD17426-low.gif

tR 및 tF는 로우사이드 N 채널 MOSFET 장치의 상승 및 하강 시간입니다. ISUPPLY는 부스트 컨버터의 입력 공급 전류입니다.

Equation35. GUID-444B11A3-D344-4E99-B299-353B6F2E2C98-low.gif

RDS(on)는 MOSFET의 온저항이며 MOSFET 데이터 시트에 지정됩니다. 자가 발열로 인한 RDS(on) 증가를 고려하십시오.

PD는 다이오드 전도 손실(PVF)과 역회복 손실(PRR)로 구분할 수 있습니다.

Equation36. GUID-72FAB8F9-5EFC-4CC3-BCE4-FAE3D912709F-low.gif

각 전력 손실은 대략적으로 다음과 같이 계산됩니다.

Equation37. GUID-C790B063-9478-42DF-948F-A352D83649DE-low.gif
Equation38. GUID-990765FB-66B6-403A-9264-74AE210E2DBC-low.gif

QRR은 다이오드의 역회수 충전으로 다이오드 데이터 시트에 지정되어 있습니다. 다이오드의 역회복 특성은 특히 부하전압이 높을 때 효율에 큰 영향을 미칩니다.

PL은 DCR 손실(PDCR)과 AC 코어 손실(PAC)의 합입니다. DCR은 인덕터 데이터 시트에 언급된 인덕터의 DC 저항입니다.

Equation39. GUID-EE8FA34E-8E5B-437D-BDD7-9E317477B01A-low.gif

각 전력 손실은 대략적으로 다음과 같이 계산됩니다.

Equation40. GUID-A89DB8D9-5C4E-41C4-BEF2-92765014F4F0-low.gif
Equation41. GUID-7F971EC1-D61E-418F-9330-4B008657DB35-low.gif
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∆I는 피크 vs 피크 인덕터 전류 리플입니다. K, α 및 β는 인덕터 제조업체가 제공할 수 있는 코어 의존 요인입니다.

PRS는 다음과 같이 계산됩니다.

Equation43. GUID-B05A937C-F314-484F-B8A1-FEB018DC15E1-low.gif

전력 컨버터의 효율은 다음과 같이 추정할 수 있습니다.

Equation44. GUID-FB154740-0CE3-436B-8FB6-85A9C7941B8C-low.gif