이제 우리는 먼저 LM5164의 회로를 보게 된 다음 인덕터, 커패시터, 저항기와 같은 부품을 선택하고 마지막으로 PCB 레이아웃 및 문제 해결에 대해 이야기합니다. 좋아, 시작하자.
우리가 LM5164로 얻는 것
이 LM5164 칩은 15V ~ 100V 입력을 할 수 있기 때문에 매우 유용하며 출력 전압을 1.225V에서 원하는대로 (VIN 아래)로 설정할 수 있습니다. 그러나 여기서 우리는 그것을 12V 1A로 설정했습니다. 이제이 칩에 대한 몇 가지 좋은 점 :
15V에서 100V까지 작동합니다.
두 개의 저항을 사용하여 출력을 조정할 수 있습니다.
많은 것들에 충분히 좋은 1A 전류를 제공합니다.
IQ가 낮으므로 많은 힘을 낭비하지 않습니다.
COT (Constant-on-Time) 제어를 사용하여 하중 변경에 대한 빠른 응답을 의미합니다.
내부에 MOSFET이 있으므로 외부 다이오드가 필요하지 않습니다.
따라서이 칩은 고전압 입력을 원하지만 안전한 12V 출력이 필요할 때 매우 깔끔합니다.
이 회로가 가진 것
이제이 LM5164를 사용하면 직접 연결하는 것이 아니라 올바르게 작동하도록 다른 부품이 필요합니다. 다음은 다음과 같습니다.
LO (인덕터) →이 부분은 에너지를 저장하고 원활하게 작동하는 데 도움이됩니다.
CIN (입력 커패시터) → LM5164가 갑작스런 전압 딥을 보지 않도록 입력 전압을 안정화시킵니다.
Cout (출력 커패시터) → 이것은 잔물결이 줄어들어 12V DC를 깨끗하게합니다.
RFB1, RFB2 (피드백 저항) →이 세트 출력 전압.
CBST (Bootstrap 커패시터) → 이는 하이 사이드 MOSFET이 제대로 작동하는 데 도움이됩니다.
RA, CA, CB (보상 네트워크) → 회로를 안정적으로 유지하는 데 필요합니다.
잘못된 값을 선택하면 전압 점프, 높은 잔물결, 또는 시작되지 않을 것입니다. 따라서 모든 것을 올바르게 계산합니다.
출력 전압을 설정하는 방법
이제 LM5164에는 피드백 핀 (FB)이 있으며 출력 전압을 설정하기 위해 RFB1 및 RFB2를 연결합니다. 공식은 다음과 같습니다.
VOUT = 1.225V * (1 + RFB1 / RFB2)
RFB2 = 49.9kΩ (데이터 시트에서 좋은 값)를 수정하려면 12V 출력에 대한 RFB1을 계산합니다.
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
OK 그러나 439kΩ는 표준이 아니므로 453kΩ를 사용하여 충분히 가깝습니다.
이 회로 스위치가 얼마나 빨리 스위치됩니다
이 벅 컨버터는 스위칭을 통해 작동하므로 스위칭 속도를 설정해야합니다. (ton)에 머무는 시간은 다음과 같습니다.
Ton = vout / (vin * fsw)
우리는 vout = 12v, vin = 100v, fsw = 300khz를 복용합니다.
톤 = 12V / (100V * 300000)
톤 = 400ns
이제 오프 타임 (toff)은 다음과 같습니다.
toff = ton * (와인 / vout -1)
값 대체 값 :
toff = 400ns * (100V / 12V -1)
toff = 400ns * 7.33
toff = 2.93µs
듀티 사이클 (d)은 다음과 같습니다.
d = vout / 와인
D = 12V / 100V
D = 0.12 (12%)
따라서 MOSFET은 88% 시간 동안 12% 시간 동안 켜져 있습니다.
구성 요소 선택
인덕터 (LO)
우리는 이것을 사용하는 것을 발견합니다.
lo = (vinmax -vout) * d / (Δil * fsw)
우리는 Δil = 0.4a를 취하고,
lo = (100v -12v) * 0.12 / (0.4a * 300000)
lo = 68µh
그래서 우리는 68µh 인덕터를 사용합니다.
출력 커패시터 (Cout)
잔물결을 줄이기 위해서는 cout가 필요합니다.
cout = (iout * d) / (Δvout * fsw)
Δvout = 50MV의 경우
cout = 8µf
안전하기 위해 47µF를 사용하는 것이 좋습니다.
입력 커패시터 (CIN)
CIN의 경우 우리는 사용합니다.
cin = (iout * d) / (Δvin * fsw)
Δvin = 5V,
식사 = 2.2μy
부트 스트랩 커패시터 (CBST)
데이터 시트 권장 사항에서 2.2NF를 가져옵니다.
점검 효율성
효율 (η)은 다음과 같습니다.
h = (pout / pin) * 100%
pout = vout * iout = 12w
80% 효율을 위해
핀 = 12W / 0.80 = 15W
입력 전류 :
iin = 핀 / vin
iin = 15W / 100V
iin = 0.15a
PCB 레이아웃, 매우 중요합니다!
이제 PCB 레이아웃이 나쁘면 소음이 높거나 성능이 좋지 않거나 고장이 발생합니다. 그래서:
고전류 추적을 짧고 넓게 만듭니다.
커패시터를 칩에 가깝게 배치하십시오.
접지 비행기를 사용하여 소음을 줄입니다.
LM5164에 열 비아를 추가하여 냉각에 도움이됩니다.
테스트 및 고정 문제
낮은 입력 전압 (15V)으로 시작하십시오.
12V 출력을 받는지 확인하십시오.
오실로스코프를 사용하여 스위칭 파형을보십시오.
