AN051 Input Capacitor Selection MP2130
Impormasyon sa Produkto
Giya sa Pagpili sa Input Capacitor alang sa MP2130
Ang MP2130 kay usa ka monolithic step-down switch-mode converter nga naay internal power MOSFETs. Makahatag kini og 3.5A padayon nga output nga kasamtangan nga adunay maayo kaayo nga load ug linya nga regulasyon gikan sa 2.7V-to-6V input voltage. Ang device adunay built-in nga soft-start feature nga makatabang sa ramp taas ang output voltage sa usa ka kontrolado nga slew rate, pagpugong sa overshoot sa pagsugod. Ang MP2130 naglakip usab sa usa ka soft-stop nga oras sa kasagaran 1ms kon disabled, nga ramps ubos sa internal nga pakisayran, sa ingon linearly nga nagpagawas sa output.
Abstract
Kini nga nota sa aplikasyon naghatag usa ka giya sa pagpili sa usa ka angay nga input capacitor alang sa MP2130. Gihubit niini ang gigikanan sa mga overshoot ug nagtanyag usa ka pamaagi aron makapili usa ka angay nga input capacitor aron mapanalipdan ang IC gikan sa overvol.tage kadaot.
Nganong Overshoot Voltage Mahitabo
Overshoot voltage mahitabo tungod sa kalit nga pagpagawas sa inductor kasamtangan sa panahon sa soft-stop nga panahon. Aron malikayan ang overvoltage kadaot, ang usa ka dako nga input capacitor makasuhop sa overshoot voltage.
Pagpili ug Haom nga Input Capacitor
Aron masiguro nga ang LS-FET nga kasamtangan dili molapas sa negatibo nga limitasyon sa kasamtangan, gamita ang kasagaran nga kantidad aron makalkulo ang inductor nga kasamtangan. Kon ang negatibo nga inductor kasamtangan mao ang ubos pa kay sa negatibo nga kasamtangan nga limitasyon, nan ang output voltage mahimong regulated gikan sa nominal nga bili ngadto sa 0V sulod sa fixed soft-stop nga panahon. Atol sa soft-stop, banabanaa ang pinakaubos nga negatibong inductor current gamit ang equation nga gihatag sa manwal.
Mga Panudlo sa Paggamit sa Produkto: Giya sa Pagpili sa Input Capacitor para sa MP2130
Aron makapili og angay nga input capacitor para sa MP2130:
- Basaha pag-ayo ang manwal aron masabtan ang tinubdan sa overshoot voltage ug ang panginahanglan alang sa usa ka input capacitor.
- Kalkulahin ang kasagaran nga bili sa inductor nga kasamtangan aron masiguro nga ang LS-FET nga kasamtangan dili molapas sa negatibo nga limitasyon sa kasamtangan.
- Pagbanabana sa labing ubos nga negatibo nga inductor nga kasamtangan sa panahon sa soft-stop gamit ang equation nga gihatag sa manwal.
- Pagpili og input capacitor nga makasuhop sa overshoot voltage ug makab-ot ang minimum nga kantidad sa kapasidad nga girekomenda sa manwal.
- I-install ang input capacitor sumala sa instruksyon sa tiggama.
Pinaagi sa pagsunod niini nga mga lakang, mahimo ka makapili usa ka angay nga input capacitor alang sa MP2130 nga nanalipod sa IC gikan sa overvol.tage kadaot ug nagsiguro sa husto nga paggana sa device.
ABSTRAK
Ang hinungdan sa voltage overshoot sa input pin sa panahon sa soft-stop ug sa unsa nga paagi sa pagpili sa input capacitor gipaila-ila niini nga aplikasyon nga nota. Ubos sa light-load ug dako nga output-capacitor nga kondisyon, ang buck IC naglihok sa soft-stop mode ug mahimong molihok isip usa ka dili gusto nga boost circuit. Kini nga nota sa aplikasyon naghulagway kung unsaon pagpili sa usa ka angay nga input capacitor aron masuhop ang enerhiya gikan sa regulated output capacitors aron mapugngan ang input overvoltage. Mapuslanon usab kini alang sa ubang mga bahin sa Buck nga adunay humok nga paghunong.
Giya sa Pagpili sa Input Capacitor alang sa MP2130
Ang MP2130 usa ka monolithic step-down switch-mode converter nga adunay built-in nga internal power MOSFETs. Nakab-ot niini ang 3.5A padayon nga output nga kasamtangan gikan sa 2.7V-to-6V input voltage uban sa maayo kaayo nga load ug linya regulasyon. Ang MP2130 adunay usa ka built-in nga soft-start nga ramps up ang output voltage sa usa ka kontrolado nga slew rate, paglikay sa overshoot sa pagsugod. Kung na-disable, ang MP2130 ramps ubos sa internal nga pakisayran sa ingon linearly discharging sa output. Ang soft-stop nga oras kasagaran mga 1ms.
Atol sa soft-stop, ang low-side internal MOSFET switch aron makontrol ang slew rate sa output vol.tage nga nagsunod sa internal nga pakisayran. Ubos sa light-load ug dako-output-capacitor nga kondisyon, ang taas nga kilid nga MOSFET hapit na mawala sa panahon sa soft-stop nga pamaagi. Ang enerhiya nga gitipigan sa output capacitor mobalhin ngadto sa input capacitor pinaagi sa inductor. Ang topology nausab ngadto sa usa ka boost converter nga adunay taas nga kilid nga MOSFET nga naglihok isip usa ka parasitic diode, sama sa gipakita sa Figure 1. Ang boost voltage hinungdan sa usa ka overshoot sa input capacitor; usahay kini nga overshoot molapas sa hingpit nga maximum voltage (VABS) sa input pin ug makadaot sa IC. Aron mapugngan kini, dugangi ang kantidad sa input capacitor aron masuhop kini nga enerhiya sumala sa kini nga giya sa pagpili sa input capacitor.
PASIUNA
Ang pipila ka mga espesyal nga aplikasyon o ang mga proseso sa pagsulay kinahanglan ang output voltage nga mahulog sa usa ka regulated rate alang sa usa ka piho nga oras nga gibalda: Kini nga bahin gitawag nga soft-stop. Kasagaran, kini nga function hinungdan sa output voltage sa pagkahulog nga hapsay, susama sa humok nga pagsugod. Kinahanglang mag-amping sa gaan nga load ug dako nga kondisyon sa output capacitor kay basin naay overshoot voltage sa input pin tungod niini nga panghitabo. Aron mapanalipdan ang IC gikan sa pagkadaot niini nga overshoot, ang input capacitor kinahanglan nga madugangan aron masuhop kini nga overshoot.Kini nga nota sa aplikasyon naghulagway sa tinubdan sa mga overshoot, ug naghatag og pamaagi sa pagpili sa usa ka angay nga input capacitor.
NGANONG OVERSHOOT VOLTAGE MAHITABO
Gipakita sa Figure 1 ang pagbag-o sa topology atol sa soft-stop. Atol sa soft-stop, ang low-side internal MOSFET (LS-FET) switch aron makontrol ang slew rate sa output vol.tage, nga nagsunod sa internal nga pakisayran. Ubos sa light-load ug dako nga output capacitor nga kondisyon, ang taas nga kilid nga MOSFET nagpabilin sa mubo nga bahin sa soft-stop nga panahon. Sa diha nga ang LS-FET switch, ang inductor kasamtangan magsugod sa pagdagayday gikan sa output capacitor ngadto sa SW pin. Ang output capacitors CO1 ug CO2, ang inductor L, ang LS-FET, ang parasitic diode D1, ug input capacitor CIN nahimong boost circuit. Mahimo kini nga hinungdan sa voltage sa VIN pin aron paspas nga mobangon ug mag-overshoot, ingon sa gipakita sa Figure 2. Aron mapanalipdan ang IC gikan sa overvoltage kadaot, sa paggamit sa usa ka dako nga input capacitor sa pagsuhop sa overshoot.
PAGPILI SA AKONG INPUT CAPACITOR
a. Ang LS-FET Current Dili Mahimong Molapas sa Negative Current Limit
Aron pasimplehon ang pag-analisar, gamita ang kasagaran nga kantidad aron makalkulo ang inductor nga kasamtangan. Kon ang negatibo nga inductor kasamtangan mao ang ubos pa kay sa negatibo nga kasamtangan nga limitasyon, nan ang output voltage mahimong regulated gikan sa nominal nga bili ngadto sa 0V sulod sa fixed soft-stop nga panahon. Mahimo nimong i-refer ang Figure 2. Atol sa soft-stop, banabanaa ang pinakaubos nga negatibo nga inductor current gamit ang equation sa ubos:
Diin ang INeg mao ang labing negatibo nga inductor nga kasamtangan,
- Ang OC mao ang output capacitor,
- Ang OV mao ang output voltage,
- Ang SStopt mao ang humok nga oras sa paghunong.
Ubos niini nga kahimtang, ang tanan nga enerhiya nga gitipigan sa output capacitor pagbalhin ngadto sa input capacitor. Ikonsiderar ang pagkawala sa conduction sa inductor, low-side MOSFET (LS-FET) ug parasitic diode, gibanabana ang 80% nga kahusayan sa pagbalhin sa boost converter. Busa ang gibalhin nga enerhiya mahimong kalkulado sa ubos nga equation:
Diin ang WBoost mao ang gibalhin nga enerhiya.
Aron masuhop kini nga enerhiya ug mapanalipdan ang IC, ang kasamtangan nga input voltage plus ang overshoot voltage dili molapas sa VABS sa input pin. Ang gikinahanglan nga minimum nga input capacitor mahimong kalkulado sa ubos:
Diin ang CIN(Min) mao ang minimum nga input capacitor, ug ang VABS mao ang absolute maximum value sa input pin.
b. Ang LS Current Milapas sa Negative Current Limit
Usahay ang gitipigan nga kusog sa output capacitor dako kaayo (kung ang output voltage taas, o ang output capacitance dako, o pareho). Ang IC dili makontrol ang output voltage gamit ang internal nga reperensiya atol sa humok nga paghunong tungod kay ang negatibong limitasyon sa kasamtangan nga nagpanalipod sa LS-FET nagpugong sa high-current conduction. Niini nga sitwasyon, ang output voltage dili mahulog sa zero sa panahon sa soft-stop ug ang inductor nga kasamtangan limitado sa negatibo nga limitasyon sa kasamtangan sa LS-FET, sama sa gipakita sa Figure 3.
Ang output capacitor nagpagawas sa kasamtangan nga limitasyon. Kung ang output capacitor molapas sa CO (Max), ang inductor nga kasamtangan limitado sa:
Diin ang CO(Max) mao ang boundary value nga ang inductor kasamtangan sa negatibong limitasyon;
Ang INeg_Lim mao ang negatibo nga limitasyon sa kasamtangan sa LS-FET.
Gipakita usab sa Figure 3 ang gipayano nga mode sa pagbalhin kung ang kasamtangan makaabot sa negatibo nga limitasyon sa kasamtangan. Sa kini nga mode, ang usa ka kasamtangan nga lababo nga parehas nga kantidad sa negatibo nga limitasyon sa karon nagpagawas sa output capacitor. Gikonsiderar ang pagkawala sa conduction sa inductor, ang LS-FET, ug ang parasitic diode, gibanabana ang usa ka 80% nga kahusayan sa pagbalhin sa boost-converter. Unya ang gibalhin nga enerhiya mahimong kalkulado sa ubos:
Ang gikinahanglan nga minimum nga input capacitor karon mahimong kalkulado:
EXAMPLE DESIGN
Ang mosunod kay exampAng pagkalkula sa input-capacitor gamit ang detalyado nga pamaagi sa disenyo nga gihulagway kaniadto alang sa MP2130. Ang MP2130 usa ka monolithic, step-down, switch-mode converter nga adunay built-in nga internal power MOSFETs. Nakab-ot niini ang 3.5A padayon nga output nga kasamtangan gikan sa 2.7V-to-6V input voltage. Kini adunay maayo kaayo nga load ug linya regulasyon. Ang mga kalkulasyon gibase sa mosunod nga mga parameter:
- VABS = 6.5V
- INeg_Lim=2.5A
- tSStop=1ms
- VIN=4.5V
- VO=3.3V
- L=1µH
- CO=10µF + 470µF E-Cap.
Una, ang CO_Max gikalkulo base sa Equation (4):
Niining example, ang CO mas gamay kay sa CO_Max ug ang inductor nga kasamtangan dili molapas sa negatibo nga limitasyon sa kasamtangan. Kalkulahin ang input capacitor value gamit ang mga equation (2) ug (3), o equation (5) ug (6). Ang minimum nga gikinahanglan nga input capacitor mao ang:
Busa ang minimum nga input capacitor kinahanglan nga mas dako pa kay sa 190μF, ug mas maayo nga gamiton ang 330μF capacitor alang niini nga ex.ample. Sa ubos mao ang kurba sa minimum nga input capacitance kumpara sa output capacitance alang niini nga example.
KONKLUSYON
Ang hinungdan sa input voltage overshoot sa panahon sa humok nga paghunong ug sa unsa nga paagi sa pagpili sa input capacitor gipaila-ila sa niini nga aplikasyon nga nota. Ubos sa gaan nga mga kondisyon sa pagkarga nga adunay dako nga output capacitor, ang soft-stop mode mahimong molihok isip boost circuit. Kini nga nota sa aplikasyon naghulagway kung giunsa pagpili ang usa ka angay nga kantidad sa input capacitor aron masuhop ang enerhiya gikan sa mga regulated output capacitor. Ang disenyo example ug pamaagi makatabang usab sa mga inhenyero sa paghimo sa yano nga mga solusyon base sa lain-laing mga output capacitor values.
PAHIBALO: Ang kasayuran sa kini nga dokumento mahimong usbon nga wala’y pahibalo. Ang mga tiggamit kinahanglan nga maggarantiya ug mogarantiya nga ang ikatulo nga partido nga mga katungod sa Intellectual Property dili malapas kung gi-integrate ang mga produkto sa MPS sa bisan unsang aplikasyon. Ang MPS dili mudawat sa bisan unsang ligal nga responsibilidad alang sa bisan unsang giingon nga mga aplikasyon.
www.MonolithicPower.com
Impormasyon sa Pagpanag-iya sa MPS. Gipanalipdan ang Patente. Dili awtorisado nga Photocopy ug Duplication gidili. © 2011 MPS. Tanang Katungod Gigahin.
Mga Dokumento / Mga Kapanguhaan
 |
MPS AN051 Input Capacitor Selection MP2130 [pdf] Giya sa Gumagamit AN051 Input Capacitor Selection MP2130, AN051, Input Capacitor Selection MP2130, Capacitor Selection MP2130, Selection MP2130, MP2130 |
