Texas Instruments LM3477 벅 컨트롤러 평가 모듈 사용 설명서

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1 Texas Instruments LM3477 Buck 컨트롤러 평가 모듈

2 제품 정보

Texas Instruments LM3477 Buck 컨트롤러 평가 모듈

제품 정보

LM3477 Buck Controller Evaluation Module은 전류 모드, 하이사이드 N채널 FET 컨트롤러입니다. 일반적으로 Buck 구성에 사용됩니다.
LM3477은 다양한 입력, 출력 및 부하를 허용합니다.
평가 보드는 특정 조건에서 작동할 준비가 되어 있습니다.

제품 사용 지침

전원 구성 요소(캐치 다이오드, 인덕터, 필터 커패시터)가 PCB 레이아웃에서 서로 가깝게 배치되었는지 확인합니다. 그 사이의 트레이스를 짧게 만듭니다.

전원 구성 요소 간과 DC-DC 컨버터 회로에 전원을 연결할 때는 넓은 트레이스를 사용하세요.
입력 및 출력 필터 커패시터의 접지 핀을 연결하고 적절한 레이아웃 기술을 사용하여 다이오드를 최대한 가깝게 배치합니다.

재료 명세서(BOM)

요소	값	부품 번호
CIN1	594D127X0020R2	아니요, 연결하세요
CIN2	아니요, 연결하세요	아니요, 연결하세요
COUT1	LMK432BJ226MM(타이요유덴)	LMK432BJ226MM(타이요유덴)
COUT2	DO3316P-103(코일크래프트)	1.8k(XNUMX천)
L	CRCW08051821FRT1(비트라몬)	12nF/50V
RC	VJ0805Y123KXAAT(비트라몬)	아니요, 연결하세요
CC1	5A, 30V	IRLMS2002(IRF)
CC2	100V, 3A	MBRS340T3(모토로라)
Q1	20	CRCW080520R0FRT1(비트라몬)
D	1k(XNUMX천)	CRCW08051001FRT1(비트라몬)
RDR	16.2k(XNUMX천)	CRCW08051622FRT1(비트라몬)
영어:	10.0k(XNUMX천)	CRCW08051002FRT1(비트라몬)
RFB1	470pF	VJ0805Y471KXAAT(비트라모니)
RFB2	0.03	아니요, 연결하세요

성능

효율 대 부하 그래프와 효율 대 VIN 그래프는 참고용으로 사용자 설명서에 표시되어 있습니다.

레이아웃 기본 사항

LM3477 Buck Controller 평가 모듈의 적절한 레이아웃을 위해 다음 지침을 따르세요.

전원 구성 요소(캐치 다이오드, 인덕터, 필터 커패시터)를 PCB 레이아웃에 가깝게 배치합니다. 그 사이의 트레이스를 짧게 만듭니다.

전원 구성 요소 간과 DC-DC 컨버터 회로에 전원을 연결할 때는 넓은 트레이스를 사용하세요.
입력 및 출력 필터 커패시터의 접지 핀을 연결하고 적절한 레이아웃 기술을 사용하여 다이오드를 최대한 가깝게 배치합니다.

LM3477 평가 보드 PCB 레이아웃 다이어그램은 사용자 설명서를 참조하세요.

소개

LM3477은 전류 모드, 하이사이드 N채널 FET 컨트롤러입니다. 그림 1-1에서 볼 수 있듯이 벅 구성에서 가장 일반적으로 사용됩니다. 회로의 모든 전력 전도 구성 요소는 LM3477 외부에 있으므로 다양한 입력, 출력 및 부하를 LM3477에서 수용할 수 있습니다.
LM3477 평가 보드는 다음 조건에서 작동할 준비가 되어 있습니다.

4.5V ≤ 전압 ≤ 15V
VOUT = 3.3V

0A ≤ 출력 ≤ 1.6A
이 애플리케이션의 회로와 BOM은 그림 1-1과 표 1-1에 나와 있습니다.

표 1-1. 자재 목록(BOM)

요소	값	부품 번호
CIN1	120µF/20V	594D127X0020R2
CIN2	연결하지 않음
COUT1	22µF/10V	LMK432BJ226MM(타이요유덴)
COUT2	22µF/10V	LMK432BJ226MM(타이요유덴)
L	10µH, 3.8A	DO3316P-103(코일크래프트)
R_C	1.8kΩ	CRCW08051821FRT1(비트라몬)
CC1	12nF/50V	VJ0805Y123KXAAT(비트라몬)
CC2	연결하지 않음
Q1	5A, 30V	IRLMS2002(IRF)
D	100V, 3A	MBRS340T3(모토로라)
RDR	20Ω입니다	CRCW080520R0FRT1(비트라몬)
영어:	1kΩ	CRCW08051001FRT1(비트라몬)
RFB1	16.2kΩ	CRCW08051622FRT1(비트라몬)
RFB2	10.0kΩ	CRCW08051002FRT1(비트라몬)
코리아	470pF	VJ0805Y471KXAAT(비트라모니)
RSN	0.03Ω입니다	WSL 2512 0.03Ω ±1% (데일)

성능

그림 2-1에서 그림 2-2는 LM3477 평가 보드에서 위의 회로에서 가져온 일부 벤치마크 데이터를 보여줍니다. 이 평가 보드는 다른 작동 지점에 최적화된 벅 레귤레이터 회로를 평가하거나 비용과 일부 성능 매개변수 간의 균형을 평가하는 데에도 사용할 수 있습니다. 예를 들어ample, 변환 효율은 낮은 RDS(ON) MOSFET을 사용함으로써 증가될 수 있으며 리플 볼륨은tagESR 출력 커패시터를 낮추면 e를 낮출 수 있으며, 히스테리시스 임계값은 RSN 및 RSL 저항기의 함수로 변경할 수 있습니다.

더 낮은 RDS(ON) MOSFET을 사용하면 변환 효율을 높일 수 있지만 입력 볼륨이 증가함에 따라 효율이 떨어집니다.tage가 증가합니다. 다이오드 전도 시간이 증가하고 스위칭 손실이 증가하기 때문에 효율성이 감소합니다. 스위칭 손실은 Vds × Id 전환 손실과 게이트 전하 손실로 인해 발생하며, 둘 다 게이트 커패시턴스가 낮은 FET를 사용하면 낮출 수 있습니다. 대부분의 전력 손실이 발생하는 낮은 듀티 사이클에서
FET에서는 스위칭 손실이 발생하므로, 더 높은 RDS(ON)을 위해 더 낮은 게이트 커패시턴스를 사용하면 효율이 향상됩니다.
그림 3-1은 표 3477-1에 나열된 외부 구성 요소를 사용하여 LM1 개방 루프 주파수 응답의 보드 플롯을 보여줍니다.

히스테리시스 모드

부하 전류가 감소함에 따라 LM3477은 결국 '히스테리시스' 작동 모드로 전환됩니다.
부하 전류가 히스테리시스 모드 임계값 아래로 떨어지면 출력 볼륨이tage는 약간 상승합니다. 오버볼tage 보호(OVP) 비교기는 이 상승을 감지하고 전력 MOSFET을 끄게 합니다. 부하가 출력 커패시터에서 전류를 끌어낼 때 출력 볼륨tage는 OVP 비교기의 낮은 임계값에 도달할 때까지 떨어지고 부품은 다시 스위칭을 시작합니다. 이러한 동작은 더 낮은 주파수, 더 높은 피크-피크 출력 볼륨을 초래합니다.tage 리플은 일반 펄스 폭 변조 방식보다 큽니다. 출력 볼륨의 크기는tag리플은 피드백 볼륨을 참조하는 OVP 임계값 수준에 의해 결정됩니다.tage이며 일반적으로 1.25V~1.31V입니다. 자세한 내용은 스위칭 레귤레이터 데이터 시트용 LM3477 고효율 하이사이드 N채널 컨트롤러의 전기적 특성 표를 참조하십시오. 3.3V 출력의 경우 이는 조절된 출력 볼륨으로 변환됩니다.tage는 3.27V와 3.43V 사이입니다. 히스테리시스 모드 임계값은 RSN과 RSL의 함수입니다. 그림 3-1은 RSL이 있는 LM3477 평가 보드와 없는 LMXNUMX 평가 보드의 히스테리시스 임계값 대 VIN을 보여줍니다.

증가하는 전류 제한

RSL 저항기는 r 선택에 있어서 유연성을 제공합니다.amp 기울기 보상의. 기울기 보상은 안정성을 위한 최소 인덕턴스에 영향을 미칩니다(스위칭 레귤레이터 데이터 시트를 위한 LM3477 고효율 하이사이드 N채널 컨트롤러의 기울기 보상 섹션 참조). 또한 전류 한계와 히스테리시스 임계값을 결정하는 데 도움이 됩니다.ample, RSL은 분리되어 0-Ω 저항으로 대체될 수 있으므로 전류 감지 파형에 추가된 경사 보상이 전류 제한을 증가시키지 않습니다. 전류 제한을 조정하는 보다 기존적인 방법은 RSN을 변경하는 것입니다. RSL은 여기에서 단순화를 위해 전류 제한을 변경하고 전류 제한이 RSL에 종속됨을 보여주는 데 사용됩니다. RSL을 0 Ω로 변경하면 다음 조건을 충족할 수 있습니다.

4.5V ≤ 전압 ≤ 15V
VOUT = 3.3V

0A ≤ 출력 ≤ 3A
전류 한계는 경사 보상의 약한 기능이고 감지 저항의 강한 기능입니다. RSL을 감소시키면 경사 보상이 감소하고 결과적으로 전류 한계가 증가합니다. 히스테리시스 모드 임계값도 약 1A로 증가합니다(그림 3-1 참조).

그림 4-1은 더 높은 출력 전류 용량을 달성하기 위해 수정된(RSL = 3477 Ω) 구성 요소를 사용하여 LM0 개방 루프 주파수 응답의 보드 플롯을 보여줍니다.

레이아웃 기본 사항

DC-DC 컨버터의 좋은 레이아웃은 몇 가지 간단한 설계 지침을 따르면 구현할 수 있습니다. 1. 전원 구성 요소(캐치 다이오드, 인덕터 및 필터 커패시터)를 서로 가깝게 배치합니다. 그 사이의 트레이스를 짧게 만듭니다.

전원 구성 요소 간과 DC-DC 컨버터 회로에 전원을 연결할 때는 넓은 트레이스를 사용하세요.
입력 및 출력 필터 커패시터와 캐치 다이오드의 접지 핀을 가능한 한 가깝게 연결하고, 넉넉한 구성 요소 측 구리 필을 의사 접지 평면으로 사용합니다. 그런 다음 여러 비아로 접지 평면에 연결합니다.
스위칭 전류 루프가 c가 되도록 전원 부품을 배열하세요.url 같은 방향으로.
고주파 전력 및 접지 회귀 경로를 직접 연속 병렬 경로로 설정합니다.
볼륨과 같은 노이즈에 민감한 트레이스를 분리합니다.tag전원 구성 요소와 관련된 노이즈가 있는 추적으로부터 피드백 경로.
컨버터 IC에 대해 양호한 저임피던스 접지를 확보하세요.
보상, 주파수 선택 및 충전 펌프 구성 요소와 같은 컨버터 IC의 지원 구성 요소를 컨버터 IC에 최대한 가깝게 배치하지만 노이즈가 많은 트레이스와 전원 구성 요소에서 멀리 떨어뜨립니다. 컨버터 IC와 그 가상 접지 평면에 대한 연결을 최대한 짧게 만듭니다.
라디오 모뎀 IF 블록과 같이 노이즈에 민감한 회로는 DC-DC 컨버터, CMOS 디지털 블록 및 기타 노이즈가 많은 회로에서 떨어진 곳에 배치하세요.

개정 내역

메모: 이전 개정판의 페이지 번호는 현재 버전의 페이지 번호와 다를 수 있습니다.
개정판 E(2013년 2022월)에서 개정판 F(XNUMX년 XNUMX월)로의 변경 사항

문서 전체의 표, 그림 및 상호 참조의 번호 매기기 형식을 업데이트했습니다. ............... .2
업데이트된 사용자 가이드 제목을 업데이트했습니다.………………………………………………………………………………………………… 삼

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중요 공지

우편 주소: Texas Instruments, Post Office Box 655303, 댈러스, 텍사스 75265

문서 / 리소스

Texas Instruments LM3477 Buck 컨트롤러 평가 모듈 [PDF 파일] 사용자 가이드
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참고문헌

사용자 설명서