Texas Instruments LM3477 Modulu di Valutazione di Controller Buck

Informazione di u produttu

U Modulu di Evaluazione di u Controller Buck LM3477 hè un controller FET di u canale N di u latu altu in modalità attuale. Hè cumunimenti usatu in cunfigurazioni buck.
U LM3477 permette una grande varietà di input, outputs, è carichi.
U Cunsigliu di valutazione hè prontu à operà cù cundizioni specifiche.

Istruzzioni per l'usu di u produttu

1. Assicuratevi chì i cumpunenti di putenza (catch diode, inductor, e filter capacitors) sò posti vicinu à u layout di PCB. Fate e tracce trà elli curtite.
2. Aduprate tracce larghe trà i cumpunenti di putenza è per e cunnessione di putenza à u circuitu di cunvertitore DC-DC.
3. Cunnette i pins di terra di i condensatori di filtri di input è output è catturà u diodu u più vicinu pussibule utilizendu tecniche di layout adattate.

Bill di Materiali (BOM)

Cumpunente	Valore	Part Number
CIN1	594D127X0020R2	No, cunnette
CIN2	No, cunnette	No, cunnette
COUT1	LMK432BJ226MM (Taiyo Yuden)	LMK432BJ226MM (Taiyo Yuden)
COUT2	DO3316P-103 (Coilcraft)	1.8 k
L	CRCW08051821FRT1 (Vitramon)	12 nF/50 V
RC	VJ0805Y123KXAAT (Vitramon)	No, cunnette
CC1	5 A, 30 V	IRLMS2002 (IRF)
CC2	100 V, 3 A	MBRS340T3 (Motorola)
Q1	20	CRCW080520R0FRT1 (Vitramon)
D	1 k	CRCW08051001FRT1 (Vitramon)
RDR	16.2 k	CRCW08051622FRT1 (Vitramon)
RSL	10.0 k	CRCW08051002FRT1 (Vitramon)
RFB1	470 pF	VJ0805Y471KXAAT (Vitramony)
RFB2	0.03	No, cunnette

Prestazione

I grafici di efficienza versus carica è efficienza vs VIN sò mostrati in u manuale d'utilizatore per riferimentu.

Fundamenti di u layout

Per u layout propiu di u Modulu di Evaluazione di u Controller Buck LM3477, seguite queste linee guida:

1. Pone i cumpunenti di putenza (catch diode, inductor, è filtru condensatori) vicinu à u layout di PCB. Fate e tracce trà elli curtite.
2. Aduprate tracce larghe trà i cumpunenti di putenza è per e cunnessione di putenza à u circuitu di cunvertitore DC-DC.
3. Cunnette i pins di terra di i condensatori di filtri di input è output è catturà u diodu u più vicinu pussibule utilizendu tecniche di layout adattate.

Consultate u manuale d'utilizatore per u diagramma di layout di PCB di Evaluation Board LM3477.

Introduzione

U LM3477 hè un cuntrolle FET di u canali N à u latu altu in modalità attuale. Hè più comunmente utilizatu in cunfigurazioni buck, cum'è mostra in Figura 1-1. Tutti i cumpunenti di a putenza di u circuitu sò esterni à u LM3477, cusì una grande varietà di inputs, outputs, è carichi ponu esse accolti da u LM3477.
A tavola di valutazione LM3477 hè pronta per operare in e seguenti cundizioni:

• 4.5 V ≤ VIN ≤ 15 V
• VOUT = 3.3 V
• 0 A ≤ IOUT ≤ 1.6 A
• U circuitu è ​​BOM per questa applicazione sò datu in Figura 1-1 è Table 1-1.

Table 1-1. Bill of Materials (BOM)

Cumpunente	Valore	Part Number
CIN1	120 µF/20 V	594D127X0020R2
CIN2	Micca cunnessione
COUT1	22 µF/10 V	LMK432BJ226MM (Taiyo Yuden)
COUT2	22 µF/10 V	LMK432BJ226MM (Taiyo Yuden)
L	10 µH, 3.8 A	DO3316P-103 (Coilcraft)
RC	1.8 kΩ	CRCW08051821FRT1 (Vitramon)
CC1	12 nF/50 V	VJ0805Y123KXAAT (Vitramon)
CC2	Micca cunnessione
Q1	5 A, 30 V	IRLMS2002 (IRF)
D	100 V, 3 A	MBRS340T3 (Motorola)
RDR	20 Ω	CRCW080520R0FRT1 (Vitramon)
RSL	1 kΩ	CRCW08051001FRT1 (Vitramon)
RFB1	16.2 kΩ	CRCW08051622FRT1 (Vitramon)
RFB2	10.0 kΩ	CRCW08051002FRT1 (Vitramon)
CFF	470 pF	VJ0805Y471KXAAT (Vitramony)
RSN	0.03 Ω	WSL 2512 0.03 Ω ± 1 % (Dale)

Prestazione

• A Figura 2-1 à a Figura 2-2 mostranu qualchi dati di riferimentu pigliati da u circuitu sopra nantu à a scheda di valutazione LM3477. Questa tavola di valutazione pò ancu esse usata per valutà un circuitu di regulatore buck ottimizzatu per un puntu di funziunamentu sfarente o per valutà un scambiu trà u costu è un paràmetru di prestazione. Per esample, l 'efficacità di cunversione pò esse aumentatu cù un RDS (ON) MOSFET più bassu, u ripple voltage pò esse calatu cù condensatori di output ESR più bassi, è u sogliu histereticu pò esse cambiatu in funzione di i resistori RSN è RSL.
• L'efficienza di cunversione pò esse aumentata usendu un MOSFET RDS(ON) più bassu, però, scende cum'è voltage aumenta. L'efficienza si riduce per via di l'aumentu di u tempu di cunduzzione di diodi è di l'aumentu di perdite di commutazione. E perdite di cunversione sò dovute à e perdite di transizione Vds × Id è à e perdite di carica di a porta, chì ponu esse ridutta cù un FET cù una capacità di porta bassa. À i ciculi low-duty, induve a maiò parte di a perdita di putenza
  in u FET hè da a perdita di cunversione, scambià RDS (ON) più altu per a capacità di porta più bassa aumenterà l'efficienza.
• A Figura 3-1 mostra un bode plot di LM3477 risposta di frequenza di ciclu apertu cù i cumpunenti esterni elencati in a Tabella 1-1.

Modu istereticu

Quandu a corrente di carica hè diminuita, u LM3477 eventualmente entrerà in un modu di funziunamentu "istereticu". Quandu
a corrente di carica scende sottu à u limitu di u modu istereticu, u voluminu di outputtage s'alza un pocu. L'overvoltagU comparatore di prutezzione (OVP) sente questa crescita è face chì a putenza MOSFET si spegne. Cume a carica tira a corrente da u condensatore di output, u voltage gocce finu à ch'ella tocca u sogliu bassu di u comparatore OVP è a parte cumencia à cambià di novu. Stu cumpurtamentu si traduce in una frequenza più bassa, più altu di u picu à u picu voltage ondulazione chè cù u schema di modulazione di larghezza di impulsu normale. A magnitudine di u vulume di outputtagL'ondulazione hè determinata da i livelli di soglia OVP, chì sò riferiti à u feedback voltage è sò tipicamente 1.25 V à 1.31 V. Per più infurmazione, vede a tabella di e caratteristiche elettriche in u LM3477 High-Efficiency High-Side N-Channel Controller per Switching Regulator Data Sheet. In u casu di una uscita 3.3-V, questu si traduce in un volume di output regulatutage trà 3.27 V è 3.43 V. U puntu di soglia di u modu hysteretic hè una funzione di RSN è RSL. A Figura 3-1 mostra u limitu istereticu versus VIN per a scheda di valutazione LM3477 cù è senza RSL.

L'aumentu di u limite di corrente

• A resistenza RSL offre flessibilità in a scelta di u ramp di compensazione di pente. A compensazione di pendenza affetta l'induttanza minima per a stabilità (vede a sezione di Compensazione di Pendenza in u Controller N-Channel High-Side LM3477 High Efficiency for Switching Regulator Data Sheet), ma aiuta ancu à determinà u limitu attuale è u sogliu istereticu. Cum'è example, RSL pò esse disconnected è rimpiazzatu da un resistore 0-Ω in modu chì nisuna compensazione di pendenza supplementu hè aghjuntu à a forma d'onda di sensu currente per aumentà u limitu di corrente. Un modu più convenzionale per aghjustà u limitu attuale hè di cambià RSN. RSL hè utilizatu quì per cambià u limitu attuale per a simplicità è per dimustrà a dependenza di u limitu attuale à RSL. En changeant RSL à 0 Ω, les conditions suivantes peuvent être remplies :
• 4.5 V ≤ VIN ≤ 15 V
• VOUT = 3.3 V
• 0 A ≤ IOUT ≤ 3 A
• U limitu attuale hè una funzione debule di compensazione di a pendenza è una funzione forte di a resistenza di sensu. Diminuendu RSL, a compensazione di a pendenza hè diminuita, è in u risultatu u limitu attuale aumenta. U limitu di u modu istereticu cresce ancu à circa 1 A (vede a Figura 3-1).
• A Figura 4-1 mostra un bode plot di a risposta di frequenza di u ciclu apertu LM3477 utilizendu i cumpunenti modificati (RSL = 0 Ω) per ottene una capacità di corrente di output più altu.

Fundamenti di u layout

Un bonu layout per i cunvertitori DC-DC pò esse implementatu da seguitu uni pochi di linee di cuncepimentu simplici: 1. Pone i cumpunenti di l'energia (catch diode, inductor, e filter capacitors) vicinu. Fate e tracce trà elli curtite.

1. Aduprate tracce larghe trà i cumpunenti di putenza è per e cunnessione di putenza à u circuitu di cunvertitore DC-DC.
2. Cunnette i pins di terra di i condensatori di filtru di input è output è catturà u diodu u più vicinu pussibule usendu un generoso riempimentu di rame di cumpunenti cum'è un pianu pseudo-terra. Allora, cunnette questu à u pianu di terra cù parechje vias.
3. Dispone i cumpunenti di putenza in modu chì i loops di corrente di commutazione curl in a listessa direzzione.
4. Route power high-frequency è ritornu in terra comu camini paralleli diretti cuntinui.
5. Separate tracce sensibili à u rumore, cum'è u voltage percorso di feedback, da tracce rumorosi assuciati à i cumpunenti di putenza.
6. Assicurà una bona terra à bassa impedenza per u cunvertitore IC.
7. Pone i cumpunenti di supportu per u cunvertitore IC, cum'è a compensazione, a selezzione di frequenza è i cumpunenti di a pompa di carica, u più vicinu à u cunvertitore IC pussibule, ma luntanu da tracce rumorosi è cumpunenti di putenza. Fate e so cunnessione à u cunvertitore IC è u so pianu pseudo-terra u più cortu pussibule.
8. Pone i circuiti sensibili à u rumore, cum'è i blocchi radio-modem IF, luntanu da u cunvertitore DC-DC, blocchi digitali CMOS è altri circuiti rumorosi.

Storia di rivisione

NOTA: I numeri di pagina per e revisioni precedenti ponu differisce da i numeri di pagina in a versione attuale.
Cambiamenti da a Revision E (April 2013) à a Revision F (Febbraiu 2022)

• Aghjurnatu u formatu di numerazione per e tabelle, figure è riferimenti incruciati in tuttu u documentu. …………… .2
• Aghjurnatu u titulu di guida di l'utilizatori aghjurnatu……………………………………………………………………………………………… 2

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Referenze

• Manuale d'usu