KOKA037 October   2022 LM5123-Q1

 

  1.   1
  2.   LM5123을 사용하여 부스트 컨버터를 설계하는 방법
  3.   상표
  4. 1설계 예
  5. 2계산 및 부품 선택
    1. 2.1  스위칭 주파수
    2. 2.2  초기 인덕터 계산
    3. 2.3  전류 감지 저항 선택
    4. 2.4  인덕터 선택
    5. 2.5  출력 커패시터 선택
    6. 2.6  입력 캐패시터 선택
    7. 2.7  피드백 저항기 선택
    8. 2.8  UVLO 저항기 선택
    9. 2.9  소프트 스타트 캐패시터 선택
    10. 2.10 제어 루프 보정
      1. 2.10.1 교차 주파수(fcross) 선택
      2. 2.10.2 RCOMP 선택
      3. 2.10.3 CCOMP 선택
      4. 2.10.4 CHF 선택
    11. 2.11 MOSFET 선택
  6. 3구현 결과
  7. 4작은 신호 주파수 모델링
    1. 4.1 부스트 조절기 모듈레이터 모델
    2. 4.2 보정 모델링
    3. 4.3 개방형 루프 모델링
  8. 5리소스

2.3 전류 감지 저항 선택

LM5123에는 45mV의 고정 내부 기울기 보상 램프와 전류 감지 증폭기 입력에 참조된 감지된 피크 전류 한도가 있습니다. 전류 감지 저항은 기울기 보상이 고정 값이므로 하위 고조파 진동을 방지하고 최대 전력 공급을 가능하게 하는 크기입니다. 선택 프로세스는 반복적인 프로세스입니다. 이 두 가지 경계 조건을 분석하면 올바른 저항 값을 계산할 수 있습니다.

최대 전류 감지 저항 값은 방정식 7에서 하위 고조파 진동을 방지하기 위한 적절한 기울기 보상을 기반으로 계산됩니다. 최대 전류 감지 저항값은 최소 공급 전압과 최대 목표 부하 전압에서 발생하는 최대 듀티 사이클에서 계산됩니다.

방정식 7. R C s s l o p e ≤ 1.5 ∙ L M ∙ V s L ∙ F s w V L O A D - V s U P P L Y = 1.5 ∙ 2.6 µ H ∙ 45 m V ∙ 440 k H z 35 V - 8 V = 2.86   m Ω

계산에 따라, 최고 듀티 사이클에서 하위 고조파 진동을 방지하기 위해서는 전류 감지 저항의 최종 선택이 2.86mΩ 미만이어야 합니다. RCSmax 값은 선택한 인덕턴스 값에 비례합니다.

섹션 2.2에서 계산된 피크 인덕터 전류는 최대 출력 전력에 대한 전류 감지 저항의 크기를 계산하는 데 사용됩니다. 구성 요소 공차 및 전력 손실로 인해 피크 전류 한계는 계산된 피크 인덕터 전류보다 어느 정도의 여유로 선택해야 합니다. 일반적으로 5% ~ 20% 범위가 사용됩니다. 이 예에서는 20%의 마진이 선택됩니다. 계산된 피크 인덕터 전류 제한은 방정식 8를 사용하여 추정됩니다.

방정식 8. I L P E A K l i m i t s e t = 1 + M L I M I T ∙ I L P E A K m a x = 1 + 0.2 ∙ 27.67 A = 33.2 A

여기서

  • MLIMIT은 계산된 피크 인덕터 전류보다 높은 선택 마진입니다

전류 감지 저항에 의해 설정된 최소 피크 전류 제한은 33.2A보다 커야 합니다. 이상적인 저항 값은 방정식 9를 사용하여 계산됩니다.

여기서

방정식 9. R C s p o w e r ≤ V C L I L P E A K l i m i t s e t = 60 m V 33.2 A = 1.8   m Ω
  • VCL은 장치의 고정 60mV의 전류 제한입니다.

최대 전력을 허용하려면 저항 값이 1.8mΩ 미만이어야 합니다.

RCSslope 값이 RCSpower 값보다 큰 설계에서 하위 고조파 진동이 발생할 수 있습니다. 이 상태가 발생할 경우 인덕터의 리플 비율을 감소시키고 섹션 2.2의 절차를 다시 수행해야 합니다. 리플 비율을 줄이면 유효 기울기 보상이 증가합니다. 이 설계 예에서는 기울기 보상이 적절하며, 전류 감지 저항 값은 1.5mΩ 의 표준 값으로 선택됩니다. 방정식 9을 방정식 10로 재배열하면 피크 인덕터 전류 제한이 계산됩니다.

방정식 10. I L P E A K l i m i t = V C L R C s = 60 m V 1.5 m Ω = 40   A

1.5mΩ의 값을 선택하면 피크 인덕터 전류 제한은 40A이 됩니다.