AN051 Výběr vstupního kondenzátoru MP2130
Informace o produktu
Průvodce výběrem vstupního kondenzátoru pro MP2130
MP2130 je monolitický snižovací převodník s přepínáním režimu, který je dodáván s interními výkonovými MOSFETy. Může poskytovat nepřetržitý výstupní proud 3.5A s vynikající zátěží a regulací vedení od 2.7V do 6V vstupního napětítagE. Zařízení má vestavěnou funkci soft-start, která pomáhá ramp nahoru výstupní objtage při kontrolované rychlosti přeběhu, která zabraňuje překmitu při spuštění. MP2130 také obsahuje čas měkkého zastavení typicky 1 ms, když je deaktivován, což ramps nižší vnitřní referenční hodnotou, čímž se výstup lineárně vybíjí.
Abstraktní
Tato aplikační poznámka poskytuje průvodce výběrem vhodného vstupního kondenzátoru pro MP2130. Popisuje zdroj překmitů a nabízí způsob výběru vhodného vstupního kondenzátoru pro ochranu IC před přepětím.tage poškození.
Why Overshoot Voltage Vyskytuje se
Přestřelit svtage nastává v důsledku náhlého vybití indukčního proudu během periody měkkého zastavení. Aby se zabránilo přettage poškození, velký vstupní kondenzátor může absorbovat překmit objtage.
Výběr vhodného vstupního kondenzátoru
Abyste zajistili, že proud LS-FET nepřekročí záporný proudový limit, použijte pro výpočet proudu induktoru průměrnou hodnotu. Pokud je záporný proud induktoru menší než limit záporného proudu, pak výstupní objemtage lze regulovat z nominální hodnoty na 0V v rámci pevné periody měkkého zastavení. Během měkkého zastavení odhadněte nejnižší záporný proud induktoru pomocí rovnice uvedené v příručce.
Pokyny k použití produktu: Průvodce výběrem vstupního kondenzátoru pro MP2130
Výběr vhodného vstupního kondenzátoru pro MP2130:
- Přečtěte si pozorně příručku, abyste pochopili zdroj překmitu objtage a potřeba vstupního kondenzátoru.
- Vypočítejte průměrnou hodnotu proudu induktoru, abyste zajistili, že proud LS-FET nepřekročí záporný proudový limit.
- Odhadněte nejnižší záporný proud induktoru během měkkého zastavení pomocí rovnice uvedené v příručce.
- Vyberte vstupní kondenzátor, který dokáže absorbovat překmit objtage a dodržujte minimální hodnotu kapacity doporučenou v návodu.
- Nainstalujte vstupní kondenzátor podle pokynů výrobce.
Podle těchto kroků můžete vybrat vhodný vstupní kondenzátor pro MP2130, který chrání IC před přepětím.tage poškození a zajišťuje správnou funkci zařízení.
ABSTRAKTNÍ
Základní příčinou svtagPřekmit na vstupním kolíku během měkkého zastavení a jak vybrat vstupní kondenzátor jsou uvedeny v této aplikační poznámce. Při nízké zátěži a velkém výstupním kondenzátoru pracuje buck IC v režimu měkkého zastavení a může se chovat jako nežádoucí zesilovací obvod. Tato aplikační poznámka popisuje, jak vybrat vhodný vstupní kondenzátor, aby absorboval energii z regulovaných výstupních kondenzátorů, aby se zabránilo přepětí na vstuputagE. Je také užitečné pro další díly Buck s funkcí měkkého zastavení.
Průvodce výběrem vstupního kondenzátoru pro MP2130
MP2130 je monolitický konvertor se sníženým přepínáním režimu s vestavěnými interními výkonovými MOSFETy. Dosahuje trvalého výstupního proudu 3.5A ze vstupního obj. 2.7V až 6Vtage s vynikající regulací zátěže a vedení. MP2130 má vestavěný měkký start, který ramps až výstupní objtage při kontrolované rychlosti přeběhu, zabraňující překmitu při startu. Když je deaktivován, MP2130 rampSnížení vnitřní reference, čímž se výstup lineárně vybije. Doba měkkého zastavení je obvykle asi 1 ms.
Během měkkého zastavení přepne vnitřní MOSFET na nízké straně pro řízení rychlosti přeběhu výstupního objemutage, který následuje za interním odkazem. Při nízké zátěži a velkém výstupním kondenzátoru je MOSFET na vysoké straně během procedury měkkého zastavení téměř vypnutý. Energie uložená ve výstupním kondenzátoru se přes induktor přenáší na vstupní kondenzátor. Topologie se změní na zesilovací převodník s MOSFET na horní straně fungující jako parazitní dioda, jak je znázorněno na obrázku 1.tage způsobí překmit na vstupním kondenzátoru; někdy tento překmit překročí absolutní maximum objtage (VABS) vstupního kolíku a může poškodit IC. Abyste tomu zabránili, zvyšte hodnotu vstupního kondenzátoru, aby absorboval tuto energii podle tohoto průvodce výběrem vstupního kondenzátoru.
ZAVEDENÍ
Některé speciální aplikace nebo testovací procesy potřebují výstupní objtage klesat regulovanou rychlostí po pevně stanovenou dobu je zakázáno: Tato funkce se nazývá měkké zastavení. Obvykle tato funkce způsobí, že výstupní objemtage plynule klesat, analogicky k měkkému startu. Při nízké zátěži a stavu velkého výstupního kondenzátoru je třeba dávat pozor, protože může dojít k překmitu objtage na vstupním kolíku způsobeném tímto jevem. Aby byl IC chráněn před poškozením tímto překmitem, je třeba zvýšit vstupní kondenzátor, aby toto překmitnutí absorboval. Tato aplikační poznámka popisuje zdroj překmitů a poskytuje metodu pro výběr vhodného vstupního kondenzátoru.
PROČ PŘESTŘELIT VOLTAGE VYSTOJE
Obrázek 1 ukazuje změnu topologie během měkkého zastavení. Během měkkého zastavení se přepne spodní vnitřní MOSFET (LS-FET) pro řízení rychlosti přeběhu výstupního obj.tage, které následuje za vnitřním odkazem. Při nízké zátěži a velkém výstupním kondenzátoru zůstává MOSFET na vysoké straně zapnutý pouze krátkou část periody měkkého zastavení. Při sepnutí LS-FET začne proudit induktorem z výstupního kondenzátoru na SW pin. Výstupní kondenzátory CO1 a CO2, induktor L, LS-FET, parazitní dioda D1 a vstupní kondenzátor CIN se stávají zesilovacím obvodem. To může způsobit zvtage na kolíku VIN, aby se rychle zvedl a překmitl, jak je znázorněno na obrázku 2. K ochraně IC před přepětímtagV případě poškození použijte velký vstupní kondenzátor k absorbování překmitu.
VÝBĚR VHODNÉHO VSTUPNÍHO KONDENZÁTORU
A. Proud LS-FET nemůže překročit limit záporného proudu
Pro zjednodušení analýzy použijte pro výpočet proudu induktoru průměrnou hodnotu. Pokud je záporný proud induktoru menší než limit záporného proudu, pak výstupní objemtage lze regulovat z nominální hodnoty na 0V v rámci pevné periody měkkého zastavení. Můžete se podívat na obrázek 2. Během měkkého zastavení odhadněte nejnižší záporný proud induktoru pomocí rovnice níže:
Kde INeg je nejvíce záporný indukční proud,
- OC je výstupní kondenzátor,
- OV je výstupní objtage,
- SStopt je čas měkkého zastavení.
Za těchto okolností se veškerá energie uložená ve výstupním kondenzátoru přenese na vstupní kondenzátor. Zvažte ztrátu vedení na induktoru, nízkofrekvenčním MOSFETu (LS-FET) a parazitní diodě, odhadněte 80% přenosovou účinnost boost konvertoru. Proto lze přenesenou energii vypočítat podle níže uvedené rovnice:
Kde WBoost je přenesená energie.
Aby tuto energii absorboval a chránil IC, proudový vstup objtage plus přestřel voltage nemůže překročit VABS na vstupním kolíku. Požadovaný minimální vstupní kondenzátor lze vypočítat níže:
Kde CIN(Min) je minimální vstupní kondenzátor a VABS je absolutní maximální hodnota vstupního kolíku.
b. Proud LS Překročení limitu záporného proudu
Někdy je akumulovaná energie ve výstupním kondenzátoru velmi velká (když výstupní objtage je vysoké nebo výstupní kapacita je velká, nebo obojí). IC nemůže regulovat výstupní objemtage použití vnitřní reference během měkkého zastavení, protože záporný proudový limit chránící LS-FET zabraňuje vedení vysokého proudu. V této situaci je výstupní objemtage během měkkého zastavení neklesne na nulu a proud induktoru je omezen záporným proudovým limitem LS-FET, jak je znázorněno na obrázku 3.
Výstupní kondenzátor se vybíjí na proudovém limitu. Pokud výstupní kondenzátor překročí CO(Max), indukční proud je omezen na:
Kde CO(Max) je hraniční hodnota proudu induktoru na záporném limitu;
INeg_Lim je limit záporného proudu LS-FET.
Obrázek 3 také ukazuje zjednodušený režim přenosu, pokud proud dosáhne záporného limitu proudu. V tomto režimu vybíjí výstupní kondenzátor proudový spotřebič o hodnotě rovné záporné proudové hranici. S ohledem na ztrátu vedení na induktoru, LS-FET a parazitní diodě odhadněte účinnost přenosu boost-konvertoru na 80 %. Poté lze přenesenou energii vypočítat níže:
Požadovaný minimální vstupní kondenzátor lze nyní vypočítat:
EXAMPLE DESIGN
Následuje example výpočet vstupního kondenzátoru pomocí podrobného postupu návrhu popsaného výše pro MP2130. MP2130 je monolitický, snižovací převodník s přepínaným režimem s vestavěnými interními výkonovými MOSFETy. Dosahuje trvalého výstupního proudu 3.5A ze vstupního obj. 2.7V až 6VtagE. Má vynikající regulaci zátěže a vedení. Výpočty jsou založeny na následujících parametrech:
- VABS = 6.5V
- INeg_Lim=2.5A
- tSStop=1ms
- VIN=4.5V
- VO = 3.3 V
- L = 1 uH
- CO = 10 uF + 470 uF E-Cap.
Nejprve byl CO_Max vypočten na základě rovnice (4):
V tomto example, CO je menší než CO_Max a proud induktoru nepřekročí záporný proudový limit. Vypočítejte hodnotu vstupního kondenzátoru pomocí rovnic (2) a (3), nebo rovnic (5) a (6). Minimální požadovaný vstupní kondenzátor je pak:
Minimální vstupní kondenzátor by proto měl být větší než 190 µF a nejlépe pro tento případ použijte kondenzátor 330 µF.ample. Níže je křivka minimální vstupní kapacity vs. výstupní kapacita pro tento příkladample.
ZÁVĚR
Základní příčinou vstupního svtagPřekmit během měkkého zastavení a jak vybrat vstupní kondenzátor jsou uvedeny v této aplikační poznámce. Za podmínek nízké zátěže s velkým výstupním kondenzátorem může režim měkkého zastavení fungovat jako zesilovací obvod. Tato aplikační poznámka popisuje, jak vybrat vhodnou hodnotu vstupního kondenzátoru pro absorpci energie z regulovaných výstupních kondenzátorů. Design example a postup také pomáhají inženýrům vyvinout jednoduchá řešení založená na různých hodnotách výstupních kondenzátorů.
OZNÁMENÍ: Informace v tomto dokumentu se mohou bez upozornění změnit. Uživatelé by měli zaručit a zaručit, že při integraci produktů MPS do jakékoli aplikace nebudou porušena práva duševního vlastnictví třetích stran. MPS nepřebírá žádnou právní odpovědnost za žádné uvedené aplikace.
www.MonolithicPower.com
Proprietární informace MPS. Patentově chráněno. Neautorizované kopírování a kopírování je zakázáno. © 2011 MPS. Všechna práva vyhrazena.
Dokumenty / zdroje
 |
MPS AN051 Výběr vstupního kondenzátoru MP2130 [pdfUživatelská příručka AN051 Výběr vstupního kondenzátoru MP2130, AN051, Výběr vstupního kondenzátoru MP2130, Výběr kondenzátoru MP2130, Výběr MP2130, MP2130 |
