Texas Instruments LM3477 modul pro vyhodnocení regulátoru Buck

Informace o produktu

Modul LM3477 Buck Controller Evaluation Module je řadič FET s N kanálem v aktuálním režimu. Běžně se používá v dolarových konfiguracích.
LM3477 umožňuje širokou škálu vstupů, výstupů a zátěží.
Hodnotící komise je připravena pracovat se specifickými podmínkami.

Návod k použití produktu

1. Zajistěte, aby výkonové součásti (záchytná dioda, induktor a filtrační kondenzátory) byly umístěny blízko u sebe na desce plošných spojů. Zkrátit stopy mezi nimi.
2. Použijte široké stopy mezi silovými součástmi a pro připojení napájení k obvodu DC-DC měniče.
3. Připojte zemnicí kolíky vstupních a výstupních filtračních kondenzátorů a pomocí vhodných technik rozmístění zachyťte diodu co nejblíže.

Kusovník (kusovník)

Komponent	Hodnota	Číslo dílu
CIN1	594D127X0020R2	Ne, připojit
CIN2	Ne, připojit	Ne, připojit
COUT1	LMK432BJ226MM (Taiyo Yuden)	LMK432BJ226MM (Taiyo Yuden)
COUT2	DO3316P-103 (Coilcraft)	1.8 k
L	CRCW08051821FRT1 (Vitramon)	12 nF/50 V
RC	VJ0805Y123KXAAT (Vitramon)	Ne, připojit
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	Ne, připojit

Výkon

Grafy účinnosti vs. zatížení a účinnosti vs. VIN jsou uvedeny v uživatelské příručce pro referenci.

Základy rozvržení

Pro správné rozložení vyhodnocovacího modulu Buck Controller LM3477 postupujte podle těchto pokynů:

1. Umístěte výkonové součásti (záchytnou diodu, induktor a filtrační kondenzátory) blízko sebe na rozložení desky plošných spojů. Zkrátit stopy mezi nimi.
2. Použijte široké stopy mezi silovými součástmi a pro připojení napájení k obvodu DC-DC měniče.
3. Připojte zemnicí kolíky vstupních a výstupních filtračních kondenzátorů a pomocí vhodných technik rozmístění zachyťte diodu co nejblíže.

Schéma rozložení desky plošných spojů LM3477 naleznete v uživatelské příručce.

Zavedení

LM3477 je řadič FET N kanálu v aktuálním režimu. Nejčastěji se používá v konfiguracích buck, jak je znázorněno na obrázku 1-1. Všechny výkonově vodivé součásti obvodu jsou vůči LM3477 externí, takže LM3477 může pojmout velké množství vstupů, výstupů a zátěží.
Vyhodnocovací deska LM3477 je připravena k provozu za následujících podmínek:

• 4.5 V ≤ VIN ≤ 15 V
• VOUT = 3.3 V
• 0 A ≤ IOUT ≤ 1.6 A
• Obvod a kusovník pro tuto aplikaci jsou uvedeny na obrázku 1-1 a tabulce 1-1.

Tabulka 1-1. Kusovník (BOM)

Komponent	Hodnota	Číslo dílu
CIN1	120 µF/20 V	594D127X0020R2
CIN2	Žádné připojení
COUT1	22 µF/10 V	LMK432BJ226MM (Taiyo Yuden)
COUT2	22 µF/10 V	LMK432BJ226MM (Taiyo Yuden)
L	10 uH, 3.8 A	DO3316P-103 (Coilcraft)
RC	1.8 kΩ	CRCW08051821FRT1 (Vitramon)
CC1	12 nF/50 V	VJ0805Y123KXAAT (Vitramon)
CC2	Žádné připojení
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)

Výkon

• Obrázek 2-1 až obrázek 2-2 znázorňují některá referenční data převzatá z výše uvedeného obvodu na vyhodnocovací desce LM3477. Tuto vyhodnocovací desku lze také použít k vyhodnocení obvodu regulátoru poklesu optimalizovaného pro jiný provozní bod nebo k vyhodnocení kompromisu mezi cenou a některým výkonnostním parametrem. Napřample, účinnost konverze může být zvýšena použitím nižšího RDS(ON) MOSFET, zvlnění obj.tage lze snížit pomocí nižších výstupních kondenzátorů ESR a hysteretický práh lze změnit v závislosti na odporech RSN a RSL.
• Účinnost přeměny lze zvýšit použitím nižšího RDS(ON) MOSFETu, ale klesá jako vstupní objemtage se zvyšuje. Účinnost se snižuje v důsledku zvýšené doby vedení diody a zvýšených spínacích ztrát. Spínací ztráty jsou způsobeny přechodovými ztrátami Vds × Id a ztrátami náboje hradla, přičemž obojí lze snížit použitím FET s nízkou kapacitou hradla. Při nízkých provozních cyklech, kde dochází ke ztrátě většiny výkonu
  v FET je z přepínacích ztrát, výměna vyšší RDS(ON) za nižší kapacitu brány zvýší účinnost.
• Obrázek 3-1 ukazuje bodový diagram frekvenční odezvy otevřené smyčky LM3477 pomocí externích komponent uvedených v tabulce 1-1.

Hysteretický režim

Když se zátěžový proud sníží, LM3477 nakonec přejde do „hysteretického“ režimu provozu. Když
zatěžovací proud klesne pod práh hysteretického režimu, výstupní objemtage mírně stoupá. OvervoltagKomparátor ochrany (OVP) zaznamená toto zvýšení a způsobí vypnutí výkonového MOSFETu. Jak zátěž odebírá proud z výstupního kondenzátoru, výstupní objemtage klesá, dokud nedosáhne spodní prahové hodnoty komparátoru OVP a díl začne znovu přepínat. Toto chování má za následek nižší frekvenci, vyšší špičkový výstupní objemtage zvlnění než u normálního schématu pulzně šířkové modulace. Velikost výstupního objtage zvlnění je určeno prahovými úrovněmi OVP, které jsou vztaženy k objemu zpětné vazbytage a jsou typicky 1.25 V až 1.31 V. Další informace naleznete v tabulce elektrických charakteristik v datovém listu LM3477 High Efficiency High-Side N-Channel Controller for Switching Regulator. V případě výstupu 3.3 V to znamená regulovaný výstupní objemtage mezi 3.27 V a 3.43 V. Prahový bod hysteretického režimu je funkcí RSN a RSL. Obrázek 3-1 ukazuje hysteretický práh versus VIN pro vyhodnocovací desku LM3477 s a bez RSL.

Zvýšení proudového limitu

• Rezistor RSL nabízí flexibilitu při výběru ramp kompenzace svahu. Kompenzace sklonu ovlivňuje minimální indukčnost pro stabilitu (viz část Kompenzace sklonu v LM3477 High Efficiency High-Side N-Channel Controller for Switching Regulator Data Sheet), ale také pomáhá určit limit proudu a hysteretický práh. Jako example, RSL lze odpojit a nahradit rezistorem 0-Ω, takže k aktuálnímu snímanému průběhu nebude přidána žádná další kompenzace sklonu, aby se zvýšil proudový limit. Běžnějším způsobem úpravy limitu proudu je změna RSN. RSL se zde používá pro změnu proudového limitu pro jednoduchost a pro demonstraci závislosti proudového limitu na RSL. Změnou RSL na 0 Ω lze splnit následující podmínky:
• 4.5 V ≤ VIN ≤ 15 V
• VOUT = 3.3 V
• 0 A ≤ IOUT ≤ 3 A
• Proudové omezení je slabou funkcí kompenzace sklonu a silnou funkcí snímacího rezistoru. Snížením RSL se sníží kompenzace sklonu a v důsledku toho se zvýší proudový limit. Práh hysteretického režimu se také zvýší na přibližně 1 A (viz obrázek 3-1).
• Obrázek 4-1 ukazuje bodový diagram frekvenční odezvy otevřené smyčky LM3477 s použitím upravených (RSL = 0 Ω) součástek pro dosažení vyšší kapacity výstupního proudu.

Základy rozvržení

Dobré uspořádání pro DC-DC měniče lze implementovat dodržením několika jednoduchých návrhových pokynů: 1. Umístěte výkonové komponenty (záchytnou diodu, induktor a filtrační kondenzátory) blízko sebe. Zkrátit stopy mezi nimi.

1. Použijte široké stopy mezi silovými součástmi a pro připojení napájení k obvodu DC-DC měniče.
2. Připojte zemnicí kolíky vstupního a výstupního filtračního kondenzátoru a zachyťte diodu co nejblíže pomocí velkorysé měděné výplně na straně součástek jako pseudozemní plochy. Poté jej připojte k základní rovině několika průchody.
3. Uspořádejte výkonové komponenty tak, aby spínací proudové smyčky curl stejným směrem.
4. Směrujte vysokofrekvenční napájení a zemní zpětný proud jako přímé spojité paralelní cesty.
5. Samostatné stopy citlivé na hluk, jako je objtagzpětná vazba od rušivých stop spojených s výkonovými součástmi.
6. Zajistěte dobré nízkoimpedanční uzemnění pro IC převodníku.
7. Umístěte podpůrné komponenty pro IC převodníku, jako je kompenzace, výběr frekvence a komponenty nabíjecího čerpadla, co nejblíže k IC převodníku, ale mimo rušivé stopy a výkonové komponenty. Proveďte jejich připojení k IC převodníku a jeho pseudozemní rovině co nejkratší.
8. Umístěte obvody citlivé na šum, jako jsou mezifrekvenční bloky rádiového modemu, dále od převodníku DC-DC, digitálních bloků CMOS a dalších obvodů s rušením.

Historie revizí

POZNÁMKA: Čísla stránek pro předchozí revize se mohou lišit od čísel stránek v aktuální verzi.
Změny z revize E (duben 2013) do revize F (únor 2022)

• Aktualizován formát číslování pro tabulky, obrázky a křížové odkazy v celém dokumentu. ................ 2
• Aktualizovaný název aktualizované uživatelské příručky……………………………………………………………………………………………………… 2

DŮLEŽITÉ UPOZORNĚNÍ A ODMÍTNUTÍ ODPOVĚDNOSTI

• TI POSKYTUJE TECHNICKÁ A SPOLEHLIVOSTNÍ ÚDAJE (VČETNĚ DATOVÝCH LISTŮ), PROJEKTOVÉ PROSTŘEDKY (VČETNĚ REFERENČNÍCH NÁVRHŮ), APLIKACE NEBO JINÉ NÁVRHOVÉ RADY, WEB NÁSTROJE, BEZPEČNOSTNÍ INFORMACE A DALŠÍ ZDROJE „TAK, JAK JSOU“ A SE VŠEMI CHYBAMI, A ODMÍTÁ VŠECHNY ZÁRUKY, VÝSLOVNÉ I PŘEDPOKLÁDANÉ, VČETNĚ, BEZ OMEZENÍ, JAKÝCHKOLI PŘEDPOKLÁDANÝCH ZÁRUK OBCHODOVATELNOSTI, VHODNOSTI PARTNERSTVÍ THIERDULING VLASTNICKÁ PRÁVA .
• Tyto zdroje jsou určeny pro zkušené vývojáře, kteří navrhují s produkty TI. Jste výhradně odpovědní za (1) výběr vhodných produktů TI pro vaši aplikaci, (2) návrh, ověření a testování vaší aplikace a (3) zajištění toho, aby vaše aplikace splňovala platné normy a jakékoli další požadavky na bezpečnost, zabezpečení, regulační nebo jiné požadavky. .
• Tyto zdroje se mohou bez upozornění změnit. TI vám uděluje oprávnění používat tyto prostředky pouze pro vývoj aplikace, která používá produkty TI popsané ve zdroji. Jiná reprodukce a zobrazování těchto zdrojů je zakázáno.
• K žádnému jinému právu duševního vlastnictví TI ani právu duševního vlastnictví třetí strany není udělena žádná licence. Společnost TI se zříká odpovědnosti za jakékoli nároky, škody, náklady, ztráty a závazky vyplývající z vašeho používání těchto zdrojů a plně je odškodníte za TI a její zástupce.
• Produkty TI jsou poskytovány v souladu s Prodejními podmínkami TI nebo jinými platnými podmínkami dostupnými buď na ti.com nebo poskytované ve spojení s takovými produkty TI. Poskytování těchto zdrojů společností TI nerozšiřuje ani jinak nemění příslušné záruky společnosti TI nebo odmítnutí záruky na produkty TI.
• Společnost TI namítá a odmítá jakékoli dodatečné nebo odlišné podmínky, které jste navrhli.

DŮLEŽITÉ UPOZORNĚNÍ

• Poštovní adresa: Texas Instruments, Post Office Box 655303, Dallas, Texas 75265
• Copyright © 2022, Texas Instruments Incorporated

Dokumenty / zdroje

Texas Instruments LM3477 modul pro vyhodnocení regulátoru Buck [pdfUživatelská příručka LM3477 Buck Controller Evaluation Module, LM3477, Buck Controller Evaluation Module, Controller Evaluation Module, Evaluation Module, Module

Reference

• Uživatelská příručka