アナログ・デバイセズ LT4322 フローティング・ハイ・ボリュームtage アクティブ整流器コントローラー
特徴
- の完全な機能を備えた評価ボード LT4322
- 高巻tag半波整流
- ACダイオードの交換
評価キットの内容
- DC3117A評価ボード
必要な書類
- LT4322 データシート
必要な機器
- AC電源
- 電圧計
- 定電流または抵抗負荷
- オシロスコープ
概要
デモ回路 3117A は、フローティング、高電圧を特徴としています。tagアクティブ整流器コントローラLT4322は、高容量を必要とするアプリケーションに適しています。tag最大 170V の DC 出力によるライン整流。コンポーネントは60Hzでの性能を最適化するように選択されていますが、LT4322は最大100kHzで動作できます。
LT4322は、NチャネルMOSFETを駆動して、機能的にはダイオードと同様に半波整流を実行しますが、消費電力は大幅に低くなります。このトポロジにより、熱的制約が緩和され、使用可能な出力量が増加します。tage. N チャネル トポロジには、P チャネル トポロジに比べて、RDS(ON) の低下、設置面積の縮小、コストの削減、MOSFET の幅広い選択肢など、複数の利点があります。
LT4322を半波整流器として動作させるために必要な必須部品は、単一のNチャネルMOSFET（M1）、リザーバ・コンデンサ（C1B）、AC平滑コンデンサ（C2）、ゲート・コンデンサ（CG1）というわずかな部品のみです。 、およびピークツーピーク入力ボリュームが大きくなるアプリケーションでは、tage は 60V を超えます。N チャネル デプレッション モード MOSFET (M2)。
デザイン fileこの回路基板のは、次の場所から入手できます。 http://www.analog.com.
DC3117A 評価ボードの写真
- 図 1. DC3117A 評価ボードの写真
パフォーマンスの概要
特に指定のない限り、仕様は TA = 25°C での値です。
表 1. パフォーマンスの概要1
| パラメータ | 試験条件・コメント | 分 | タイプ | マックス | ユニット |
| AC入力ボリュームtage | 短絡抵抗器R1が取り付けられています 短絡抵抗R1なし |
7 | 20 | VAC(RMS) | |
| 7 | 120 | 140 | VAC(RMS) | ||
| 出力巻tage | 短絡抵抗器R1が取り付けられています 短絡抵抗R1なし |
9.5 | 60 | V | |
| 9.5 | 170 | 200 | V | ||
| 出力電流
|
C2搭載時、抵抗負荷 追加のC2、抵抗負荷あり |
1.2 |
武器 | ||
|
5 |
武器 | ||||
パーツ リストのデフォルト コンポーネントを使用して生成されます。
クイックスタート手順
警告！ 高巻tagテストは資格のある担当者のみが実行してください。安全対策として、音量が大きいときは少なくとも 2 人が立ち会ってください。tagテスト。基板の底部には導体が露出しており、バナナプラグが存在する場合は基板の底部から突き出ます。その下にある表面は非導電性であり、ワイヤ、はんだ、その他の導電性の破片が付着していない必要があります。
DC3117A の動作の簡単なデモンストレーションは次のとおりです。
- に示すように、AC 電源を入力と GND に接続します。 図2。出力ボリュームがtag供給量が入力ボリュームの範囲内にあるtagDC3117A の範囲は次のとおりです。 表1。 1VAC(RMS)を超える前に、短絡抵抗R20が取り外されていることを確認してください。バレルジャック (J24) を使用する場合は、5V または 5A を超えないよう注意してください。すべての有効な電流/ボリュームでタレット (E1 ～ E4) とバナナ ジャック (J1 ～ J4) を使用します。tage 範囲。
図 2. 測定装置のセットアップ
- に示すように、出力と GND の間に負荷と電圧計を接続します。 図2。負荷電流をゼロに下げます。電圧計を DC 電圧測定モードにします。
- AC入力電源のボリュームを上げるtageを希望のレベルにします。出力ボリュームを確認するtage 電圧計を使用します。入力電源が 120VAC ラインボリュームの場合tage、電圧計の読み取り値は約 170VDC です。
- 負荷電流を希望のレベルまで上げます。表 1 に示すように、負荷電流が最大負荷電流の範囲内であることを確認してください。取り付けられた 150µF 出力平滑コンデンサ (UCS2D151MHD C2) リップル電流定格により、1.2°C で最大 25ARMS の負荷が可能になります。最大 2ARMS までの大きな負荷の場合は、追加の C2 を接続するか、UCS151D5MHD よりも高いリップル電流定格を持つコンデンサを選択してください。
ボードの説明
以上VIEW
DC3117A の特徴は、 LT4322 NチャンネルMOSFETを制御して高効率、コンパクト、低コストを実現file 半波整流のソリューション。 DC104A が最大ボリュームまで動作することを保証するために、より大きな銅プレーン間に少なくとも 2.6 ミル (3117 mm) のクリアランスを確保し、コンポーネントとトレース間に可能な限り多くのクリアランスを確保するために、基板レイアウトに細心の注意が払われています。tag選択したコンポーネントの e。
DC3117A は、各層に 2 オンスの銅を備えた 2 層基板です。電源経路の銅線は、周囲条件に応じて、連続 20A を流すことができます。さらに、電源パス内のすべての銅プレーンは、可能な限り最下位の銅層で二重化されています。ただし、デフォルトのコンポーネントでは、負荷電流は C1.2 のリップル電流定格によって 2ARMS に制限されます。
C2 を 2.2mF コンデンサに置き換えると、周囲温度 5°C で負荷電流を 25ARMS まで増加できます。 5ARMS 負荷では、IPT60R050G7 のパッケージ温度は 95°C に達します。
評価を容易にするために、LT4322 ピンにはプローブ ポイントが提供されています。
以下に、DC3117A の主要コンポーネントを簡単に説明します。
U1 – ダイオードコントローラー
U1 は、4322 ピン、8mm x 3mm サイドウェッタブル DFN パッケージの LT3 です。詳細については、LT4322 の動作に関するデータシートを参照してください。
M1 – 理想的なダイオード MOSFET
M1 は、HSOF パッケージの Infineon N チャネル MOSFET IPT60R050G7 です。 600Vのドレイン・ソース間降伏電圧で選ばれました。tage、±20V VGS(MAX)、および43mΩのドレイン・ソース間オン状態抵抗(10V VGS時)。 M1の±20V VGS(max)は、LT12のゲート駆動の4322V制限と互換性があります。入力と出力がそれぞれ -170V と +170V の場合 (ピーク AC ライン電圧tage)、M1のドレインからソースまでの体積tageは340Vです。これは、M1 の 600V ドレイン-ソース間降伏電圧を十分に下回ります。tage仕様。
M2 – デプレッションモードMOSFET
M2 は、TO-2450AA (SOT-4) パッケージに収められた Microchip N チャネル デプレッション モード MOSFET DN243K89 です。 500Vのドレイン・ソース間降伏電圧で選ばれました。tageおよび700mA IDSS。入力が−170V、出力が170Vの場合、M2のドレイン-ソース間電圧はtage は 340V に近く、500V の耐圧仕様を安全に下回っています。 700mA IDSS により、VDDA リザーバ・コンデンサをリフレッシュしながら、LT50 の VDDC ピンに必要な 100mA ～ 4322mA のピーク電流が可能になります。
C1 および C1B – VDDA リザーバー コンデンサ
その強力なボリュームにより、tage 係数に基づいて、積層セラミック コンデンサの実際の値は、特に vol で記載されている値より大幅に小さいことがよくあります。tagコンデンサの最大容量に近いtage評価。さらに、ボリュームtage 係数はコンデンサの物理的なサイズの関数です。 2220V 動作電圧で 25μF の真の値を達成するために、C1B には 22、12V 定格のセラミック コンデンサが選択されています。tagこの 60Hz アプリケーションの場合は e。
あるいは、60Hzアプリケーションの場合、C1Bを実装する代わりに、C0.1に22µFのセラミック・コンデンサを実装し、LT4322のVDDAピンと入力パターンの間に1µFのアルミニウム電解コンデンサをはんだ付けすることもできます。入力周波数 ≥ 200Hz の場合、ユーザーは C1B を未実装のままにし、C1 のみを実装できます。
CG1 – ゲートコンデンサ
LT4322は、外付けパワーMOSFETのゲートとソース間の10nFの容量によって最適に補償されます。 CG1 の必要性は、M1 の選択とその固有の CISS 値によって決まります。 IPT60R050G7 の場合、CG1 には 10nF コンデンサが実装されており、順方向レギュレーションの安定性が向上します。詳細については、LT4322 データシートの「ゲートコンデンサの選択」セクションを参照してください。
C2、C2-2 – 出力コンデンサ
出力コンデンサ C2 および C2-2 は、AC 期間の大部分に出力負荷電流を供給します。詳細については、出力負荷電流、AC周期、および最大許容出力電圧の関数としての容量値の選択について、LT4322データシートの「出力コンデンサCOUTの選択」を参照してください。tag垂れ下がる。 図3 出力ボリュームを示しますtagC170 = 72µFの場合、1.2ARMSの抵抗負荷および16.7ms周期(60Hz)の場合、eは2Vから150Vまで低下します。
図 3. 1.2ARMS 抵抗負荷での代表的な性能
また、コンデンサの寿命が損なわれないように、コンデンサの RMS 電流が最大リップル電流定格を超えないようにする必要もあります。電解コンデンサのリップル電流定格は、RMS 電流、周波数、周囲温度の関数です。メーカーの仕様を参照し、選択したデバイスがアプリケーションの必要な周波数、温度、負荷電流条件内で動作するのに適していることを確認してください。
オプションのコンポーネントパッド
一部のコンポーネント (M1、M2、C2、および C3) には、さまざまな値やサイズ、または他の回路を試すために、追加の詰められていないパッドが提供されています。 LT4322 データシート。これらの追加パッドの一部はボードの裏側にあります。
M1 は、パワー SO8、DPAK、D2PAK、HSOF、および LFPAK パッケージに対応するために、両方の外層にユニバーサル MOSFET フットプリントを備えています。ユーザーは、上部と下部の M1 フットプリントを同時に実装して 2 つのパワー MOSFET を並列接続できるため、MOSFET の合計電力損失が XNUMX 分の XNUMX に削減されます。 MXNUMX の裏面には DPAK パッケージのフットプリントがあります。
ボードには出力端子に単一のアルミニウム電解コンデンサ C2 が実装されていますが、tagデフォルトでは、出力に別のアルミニウム電解コンデンサ C2-2 と積層セラミック コンデンサ C3 のフットプリントがあります。これにより、ユーザーはさまざまな出力電流負荷で総出力容量と ESR のさまざまな組み合わせを試すことができます。
コンポーネント R3、R4、C4、および C5 は、オプションのスナビング ネットワークを容易にするために提供されています。これらはデフォルトで設定されていますが、ほとんどのアプリケーションでは不要です。詳細については、LT4322 データシートの「入力スナバ」セクションを参照してください。
巻TAGE、電流、周波数の変更
高音量用tag操作、参照 表2 記載されたコンポーネントが最小容量を満たすかそれを超えていることを確認します。tag希望する入出力ボリュームの要件tagエス。半波トポロジーのため、コンポーネント M1 と M2 はピークツーピーク電圧全体に耐えることができる必要があることに注意してください。tag入力電源の e。
高電流用にボードを変更するには、すべてのボード コンポーネントが「」で概説されている最小要件を満たしているかそれを超えていることを確認しながら、次の手順をこの順序で試してください。 表2:
- C2値を上げてリップル電流容量を大きくする
- RDS(ON) 値が低い M1 の代替品を選択してください
- 裏面の MOSFET フットプリントを使用して、2 番目のマッチング FET を並列に追加します。
20VRMS 未満の AC 入力電源を使用するアプリケーションの場合、R1 を取り付けて回路から M2 を短絡できます。より高い周波数の AC 入力の場合は、設置された値が機能する場合でも、より低い値 C1 を選択することが最適です。 60Hz 未満の周波数では、C1 を増やす必要があります。詳細については、LT4322 データシートの「VDDA コンデンサの選択」セクションを参照してください。
表2.巻tage要件
| パーツリファレンス | 最小巻tage要件 |
| C1、C1B、CG1 | 16V |
| C2、C3、C4、C5 | VIN(PEAK) または目的の VOUT(MAXDC) |
| M1、M2 | BVDSS ≧ VIN(ピーク-ピーク) |
評価ボードの回路図
図 4. DC3117A の回路図
注文情報
部品表
表 3. DC3117A の部品表
| アイテム | 量 | 参照指定子 | 部品の説明 | 製造業者識別番号 |
| 必要な回路部品 | ||||
| 1 | 1 | C1 | コンデンサ、22 µF、X7R、25 V、10%、1210 | AVX、12103C226KAT2A ケメット、GRM32ER71E226KE15L 村田 CL32B226KAJNNNE サムスン、CL32226KAJNNNE |
| 2 | 1 | C2 | コンデンサ、150 µF、アルミ電解、200 V、20%、THT、ラジアル | ニチコン、UCS2D151MHD |
| 3 | 1 | C1B | コンデンサ、CER 22 µF、25 V、X7R、2220 | ケメット、C2220C226K3RAC7800 京セラ AVX、22203C226KAZ2A カルチップエレクトロニクス、 GMC55X7R226K25NT |
| 4 | 1 | M1 | トランジスタ、N チャネル MOSFET、650 V、44 A、HSOF-8 | インフィニオン、IPT60R050G7 インフィニオン、IPT60R050G7XTMA1 |
| 5 | 1 | M2 | トランジスタ、N チャネル MOSFET、デプレッション モード、500 V、230 mA、SOT-243AA (SOT-89) | マイクロチップ、DN2450N8-G |
| 6 | 1 | RDG1 | 抵抗、0 Ω、1/16 W、0402 | NIC、NRC04ZOTRF RΩ、MCR01MZPJ000 ビシェイ、CRCW04020000Z0ED ヤゲオ、RC0402JR-070RL |
| 7 | 1 | U1 | IC、アクティブブリッジ理想ダイオードコントローラー、DFN-8 | アナログデバイス、 LT4322RDDM#PBF |
| 追加のデモボード回路コンポーネント | ||||
| 8 | 0 | C2-2 | コンデンサ 150μF アルミ電解 | ニチコン、UCS2D151MHD |
| 200V、20%、THT、ラジアル | ||||
| 9 | 1 | C4 | コンデンサ、0.01 µF、X7R、2000 V、10%、2220 | ケメット、C2220C103KGRACTU |
| 10 | 1 | C5 | コンデンサ、0.01 µF、U2J、250 V、5%、1206 | Murata, GRM31B7U2E103JW31 |
| 11 | 0 | C3 | コンデンサ、オプション、1812 | |
| 12 | 1 | CG1 | コンデンサ、0.01 µF、X7R、16 V、10%、0805 | Wurth Elektronik、885012207039 |
| 13 | 1 | D1 | LED、緑、無色透明、0805 | Wurth Elektronik、150080GS75000 |
| 14 | 0 | M1-1 | トランジスタ、N チャネル MOSFET、650 V、44 | インフィニオン、IPT60R050G7 |
| A、HSOF-8 | インフィニオン、IPT60R050G7XTMA1 | |||
| 15 | 0 | M2-1 | トランジスタ、N チャネル MOSFET、デプレッション モード、500 V、350 mA、TO -252AA (D-PAK) | マイクロチップ、DN2450K4-G |
| 16 | 0 | R1 | 抵抗器、オプション、2010 | |
| 17 | 1 | R2 | 抵抗、270 kΩ、5%、3/4W、2010、AEC- | パナソニック、ERJ-12ZYJ274U |
| Q200 | ||||
| 18 | 1 | R3 | 抵抗、0 Ω、1/8 W、0805 | ヤゲオ、RC0805JR-070RL |
| 19 | 1 | R4 | 抵抗、7.5 Ω、5%、1/4 W、1206 | ヤゲオ、RC1206JR-077R5L |
| ハードウェア: デモボードのみ | ||||
| 20 | 4 | E1、E2、E3、E4 | テストポイント、タレット、0.094インチMTG。穴、PCB 0.062 インチ THK | Mill-Max, 2501-2-00-80-00-00-07-0 |
| 21 | 4 | J1、J2、J3、J4 | コネクタ、バナナ ジャック、メス、THT、非絶縁、スエージ、0.218 インチ | キーストーン、575-4 |
| 22 | 1 | J5 | コネクタ、DC PWR ジャック、メス、3 ターム、1 ポート、内径 2 mm、外径 6.5 mm、HORZ、R/A、SMT、24 VDC、5 A | CUI株式会社 PJ-002AH-SMT-TR |
| 23 24 |
1 4 |
LB1 MP5、MP6、MP7、MP8 |
ラベル仕様、デモボードのシリアル番号 スタンドオフ、ナイロン、スナップオン、0.25 インチ (6.4 mm) |
ブレイディ、THT-96-717-10 キーストーン、8831 Wurth Elektronik、702931000 |
| 25 26 |
1 0 |
PCB1 TP1、TP2、TP3、TP4 |
PCB、DC3117A テストポイント、0.044インチ、0.275 L x 0.093 W、TH |
認定サプライヤー、600-DC3117A キーストーン、1036 |
ESD注意
ESD（静電放電）に敏感なデバイス。 充電されたデバイスや回路基板は、検知されないまま放電することがあります。この製品には特許取得済みまたは独自の保護回路が搭載されていますが、高エネルギー ESD にさらされたデバイスは損傷を受ける可能性があります。したがって、パフォーマンスの低下や機能の損失を避けるために、適切な ESD 予防措置を講じる必要があります。
利用規約
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