AN051 Input Capacitor Għażla MP2130
Informazzjoni dwar il-Prodott
Gwida tal-Għażla tal-Kondensatur tal-Input għal MP2130
L-MP2130 huwa konvertitur monolitiku step-down switch-mode li jiġi ma 'MOSFETs ta' enerġija interna. Jista 'jipprovdi kurrent ta' output kontinwu ta '3.5A b'tagħbija eċċellenti u regolazzjoni tal-linja minn vol ta' input 2.7V-to-6Vtage. L-apparat għandu built-in soft-start karatteristika li jgħin biex ramp sa l-output voltage b'rata ta 'slew ikkontrollata, li tipprevjeni l-overshoot fl-istartjar. L-MP2130 jinkludi wkoll ħin ta' waqfien artab ta' tipikament 1ms meta jkun diżattivat, li ramps isfel ir-referenza interna, u b'hekk jarmi b'mod lineari l-output.
Astratt
Din in-nota tal-applikazzjoni tipprovdi gwida biex tagħżel capacitor tad-dħul xieraq għall-MP2130. Jiddeskrivi s-sors ta 'overshoots u joffri metodu biex tagħżel capacitor ta' input adattat biex jipproteġi l-IC minn overvol.tage ħsara.
Għaliex Overshoot Voltage Isseħħ
Overshoot voltage sseħħ minħabba l-iskarigu f'daqqa tal-kurrent inductor matul il-perjodu ta 'waqfien artab. Biex tevita l-overvoltage ħsara, capacitor input kbir jistgħu jassorbu overshoot voltage.
Għażla ta 'Kondensatur ta' Input Approprjat
Biex tiżgura li l-kurrent LS-FET ma jaqbiżx il-limitu tal-kurrent negattiv, uża l-valur medju biex tikkalkula l-kurrent tal-inductor. Jekk il-kurrent negattiv tal-induttur huwa inqas mil-limitu tal-kurrent negattiv, allura l-output voltage jista 'jiġi rregolat mill-valur nominali għal 0V fil-perjodu fiss ta' soft-stop. Waqt soft-stop, ikkalkula l-iktar kurrent negattiv ta 'induttur billi tuża l-ekwazzjoni pprovduta fil-manwal.
Istruzzjonijiet għall-Użu tal-Prodott: Gwida tal-Għażla tal-Kondensatur tal-Input għal MP2130
Biex tagħżel capacitor tad-dħul xieraq għall-MP2130:
- Aqra l-manwal bir-reqqa biex tifhem is-sors ta 'overshoot voltage u l-ħtieġa għal capacitor input.
- Ikkalkula l-valur medju tal-kurrent tal-inductor biex tiżgura li l-kurrent LS-FET ma jaqbiżx il-limitu tal-kurrent negattiv.
- Stima l-inqas kurrent negattiv tal-induttur waqt soft-stop billi tuża l-ekwazzjoni pprovduta fil-manwal.
- Agħżel capacitor input li jista 'jassorbi overshoot voltage u jilħqu l-valur minimu capacitance rakkomandat fil-manwal.
- Installa l-kapaċitatur tad-dħul skond l-istruzzjonijiet tal-manifattur.
Billi ssegwi dawn il-passi, tista 'tagħżel capacitor ta' input xieraq għall-MP2130 li jipproteġi l-IC minn overvol.tage ħsara u jiżgura l-funzjonament tajjeb tal-apparat.
ASTRATT
Il-kawża ewlenija tal-voltage overshoot fuq il-pin input matul soft-stop u kif tagħżel il-capacitor input huma introdotti f'din in-nota ta 'applikazzjoni. Taħt il-kondizzjoni ta 'tagħbija ħafifa u ta' ħruġ kbir, il-buck IC jaħdem fil-modalità soft-stop u jista 'jġib ruħu bħala ċirkwit ta' spinta mhux mixtieq. Din in-nota tal-applikazzjoni tiddeskrivi kif tagħżel kapaċitatur tad-dħul xieraq biex jassorbi l-enerġija minn kapaċitaturi tal-ħruġ regolati biex jipprevjenu l-overvol tad-dħul.tage. Huwa wkoll utli għal partijiet Buck oħra b'funzjoni ta 'soft-stop.
Gwida tal-Għażla tal-Kondensatur tal-Input għal MP2130
L-MP2130 huwa konvertitur monolitiku step-down-modalità ta 'swiċċ b'MOSFETs ta' enerġija interna integrati. Jikseb kurrent ta 'ħruġ kontinwu ta' 3.5A minn input vol ta '2.7V-to-6Vtage b'tagħbija eċċellenti u regolamentazzjoni tal-linja. L-MP2130 għandu soft-start integrat li ramps sa l-output voltage b'rata slew kkontrollata, tevita overshoot fl-istartjar. Meta tkun diżattivata, l-MP2130 ramps isfel ir-referenza interna b'hekk lineari jarmi l-output. Il-ħin ta 'waqfien artab huwa tipikament ta' madwar 1ms.
Matul soft-stop, il-MOSFET intern tal-baxx jaqleb biex jikkontrolla r-rata ta 'slew tal-volum tal-outputtage li jsegwi r-referenza interna. Taħt kundizzjoni ta 'tagħbija ħafifa u ta' ħruġ kbir, il-MOSFET high-side huwa kważi mitfi matul il-proċedura ta 'soft-stop. L-enerġija maħżuna fil-kapaċitatur tal-ħruġ tittrasferixxi lill-kapaċitatur tad-dħul permezz tal-inductor. It-topoloġija tinbidel għal konvertitur boost bil-MOSFET high-side jaġixxi bħala dajowd parassitiku, kif muri fil-Figura 1. Il-boost voltage tikkawża qabża fuq il-kapaċitatur tad-dħul; kultant dan il-qbiż jaqbeż il-volum massimu assoluttage (VABS) tal-pin tad-dħul u jistgħu jagħmlu ħsara lill-IC. Biex tevita dan, żid il-valur tal-kapaċitatur tad-dħul biex tassorbi din l-enerġija skont din il-gwida tal-għażla tal-kapaċitatur tad-dħul.
INTRODUZZJONI
Xi applikazzjonijiet speċjali jew il-proċessi tat-test jeħtieġu l-output voltage li jaqgħu b'rata regolata għal żmien fiss li tkun diżabbli: Din il-karatteristika tissejjaħ soft-stop. Normalment, din il-funzjoni tikkawża l-output voltage li jaqgħu bla xkiel, analogu għall-soft-start. Għandha tingħata attenzjoni f'kondizzjoni ta 'tagħbija ħafifa u kapaċitatur ta' output kbir peress li jista 'jkun hemm overshoot voltage fuq il-pin input ikkawżat minn dan il-fenomeni. Biex tipproteġi l-IC milli ssirilhom ħsara minn dan il-qbiż, il-kapaċitatur tal-input jeħtieġ li jiżdied biex jassorbi dan il-qbiż. Din in-nota tal-applikazzjoni tiddeskrivi s-sors ta 'qabża, u tipprovdi metodu biex tagħżel capacitor ta' input xieraq.
GĦALIEX OVERSHOOT VOLTAGE JSEĦĦ
Il-Figura 1 turi l-bidla fit-topoloġija waqt soft-stop. Matul soft-stop, il-MOSFET intern low-side (LS-FET) jaqleb biex jikkontrolla r-rata ta 'slew tal-output voltage, li jsegwi r-referenza interna. Taħt tagħbija ħafifa u kondizzjoni ta 'capacitor tal-output kbir, il-MOSFET high-side jibqa' mixgħul għal porzjon qasir biss tal-perjodu ta 'soft-stop. Meta l-LS-FET jaqleb, il-kurrent tal-inductor jibda jiċċirkola mill-kapaċitatur tal-ħruġ għall-pin SW. Il-kapaċitaturi tal-ħruġ CO1 u CO2, l-inductor L, l-LS-FET, id-dijodu parassitiku D1, u l-capacitor tad-dħul CIN isiru ċirkwit ta 'spinta. Dan jista 'jikkawża l-voltage fuq il-pin VIN biex jitla 'malajr u jaqbeż, kif muri fil-Figura 2. Biex tipproteġi l-IC minn overvoltage ħsara, uża capacitor ta 'input kbir biex tassorbi overshoot.
L-GĦAŻLA TA' KAPAĊITUR TA' INPUT XERQA
a. Il-kurrent LS-FET ma jistax jaqbeż il-Limitu tal-Kurrent Negattiv
Biex tissimplifika l-analiżi, uża l-valur medju biex tikkalkula l-kurrent tal-inductor. Jekk il-kurrent negattiv tal-induttur huwa inqas mil-limitu tal-kurrent negattiv, allura l-output voltage jista 'jiġi rregolat mill-valur nominali għal 0V fil-perjodu fiss ta' soft-stop. Tista' tirreferi għall-Figura 2. Waqt soft-stop, ikkalma l-inqas kurrent negattiv tal-induttur billi tuża l-ekwazzjoni hawn taħt:
Fejn INeg huwa l-aktar kurrent negattiv tal-induttur,
- OC huwa l-kapaċitatur tal-ħruġ,
- OV huwa l-output voltage,
- SStopt huwa l-ħin tal-waqfien artab.
Taħt din iċ-ċirkustanza, l-enerġija kollha maħżuna fil-kapaċitatur tal-ħruġ tittrasferixxi għall-kapaċitatur tad-dħul. Ikkunsidra t-telf tal-konduzzjoni fuq inductor, MOSFET low-side (LS-FET) u dajowd parassitiku, stima effiċjenza ta 'trasferiment ta' 80% tal-konvertitur boost. Għalhekk l-enerġija trasferita tista' tiġi kkalkulata bl-ekwazzjoni ta' hawn taħt:
Fejn WBoost hija l-enerġija trasferita.
Biex tassorbi din l-enerġija u tipproteġi l-IC, l-input kurrenti voltage flimkien mal-overshoot voltage ma jistax jaqbeż VABS fuq il-pin input. Il-kapaċitatur tal-input minimu meħtieġ jista 'jiġi kkalkulat hawn taħt:
Fejn CIN(Min) huwa l-kapaċitatur tal-input minimu, u VABS huwa l-valur massimu assolut tal-pin tad-dħul.
b. Kurrent LS li taqbeż il-Limitu tal-Kurrent Negattiv
Xi drabi l-enerġija maħżuna fil-kapaċitatur tal-ħruġ hija kbira ħafna (meta l-output voltage hija għolja, jew il-kapaċità tal-ħruġ hija kbira, jew it-tnejn). L-IC ma jistax jirregola l-output voltage billi tuża r-referenza interna waqt waqfien artab minħabba li l-limitu tal-kurrent negattiv li jipproteġi l-LS-FET jipprevjeni l-konduzzjoni ta 'kurrent għoli. F'din is-sitwazzjoni, l-output voltage ma tinżel għal żero waqt soft-stop u l-kurrent ta ' l-inductor huwa limitat mil-limitu tal-kurrent negattiv ta ' l-LS-FET, kif muri fil-Figura 3.
Il-kapaċitatur tal-ħruġ joħroġ fil-limitu tal-kurrent. Jekk il-kapaċitatur tal-ħruġ jaqbeż is-CO(Max), il-kurrent tal-inductor huwa limitat għal:
Fejn CO(Max) huwa l-valur tal-konfini li l-kurrent inductor fil-limitu negattiv;
INeg_Lim huwa l-limitu tal-kurrent negattiv tal-LS-FET.
Il-Figura 3 turi wkoll il-mod ta 'trasferiment simplifikat jekk il-kurrent jilħaq il-limitu tal-kurrent negattiv. F'dan il-mod, sink tal-kurrent ta 'valur ugwali għal-limitu tal-kurrent negattiv joħroġ il-kapaċitatur tal-ħruġ. Meta wieħed iqis it-telf tal-konduzzjoni fuq l-induttur, l-LS-FET, u d-dijodu parassitiku, stmat effiċjenza tat-trasferiment tal-boost-converter ta '80%. Imbagħad l-enerġija trasferita tista 'tiġi kkalkulata hawn taħt:
Il-kapaċitatur tal-input minimu meħtieġ issa jista' jiġi kkalkulat:
EXAMPLE DISINN
Dan li ġej huwa exampkalkolu tal-input-capacitor bl-użu tal-proċedura dettaljata tad-disinn deskritta qabel għall-MP2130. L-MP2130 huwa konvertitur monolitiku, step-down, b'modalità ta 'swiċċ b'MOSFETs ta' enerġija interna integrati. Huwa jikseb 3.5A kurrenti ta 'ħruġ kontinwu minn 2.7V-to-6V input voltage. Għandu tagħbija eċċellenti u regolazzjoni tal-linja. Il-kalkoli huma bbażati fuq il-parametri li ġejjin:
- VABS = 6.5V
- INeg_Lim=2.5A
- tSStop=1ms
- VIN=4.5V
- VO=3.3V
- L=1µH
- CO=10µF + 470µF E-Kap.
L-ewwel, il-CO_Max ġie kkalkulat abbażi tal-Ekwazzjoni (4):
F'dan example, CO huwa iżgħar minn CO_Max u l-kurrent tal-inductor mhux se jaqbeż il-limitu tal-kurrent negattiv. Ikkalkula l-valur tal-kapaċitatur tad-dħul billi tuża l-ekwazzjonijiet (2) u (3), jew l-ekwazzjonijiet (5) u (6). Il-kapaċitatur tal-input minimu meħtieġ huwa allura:
Għalhekk il-kapaċitatur tal-input minimu għandu jkun akbar minn 190µF, u preferibbilment uża capacitor ta' 330µF għal dan l-example. Hawn taħt hija l-kurva tal-kapaċità tal-input minimu vs il-kapaċità tal-ħruġ għal dan example.
KONKLUŻJONI
Il-kawża ewlenija tal-input voltage overshoot waqt soft stop u kif tagħżel il-capacitor input huma introdotti f'din in-nota ta 'applikazzjoni. Taħt kundizzjonijiet ta 'tagħbija ħafifa b'kapaċitatur ta' output kbir, il-mod ta 'waqfien artab jista' jaġixxi bħala ċirkwit ta 'spinta. Din in-nota ta 'applikazzjoni tiddeskrivi kif tagħżel valur ta' capacitor ta 'input xieraq biex tassorbi l-enerġija minn capacitors ta' output regolati. Id-disinn example u l-proċedura jgħinu wkoll lill-inġiniera jiżviluppaw soluzzjonijiet sempliċi bbażati fuq valuri capacitor output differenti.
AVVIŻ: L-informazzjoni f'dan id-dokument hija soġġetta għal bidla mingħajr avviż. L-utenti għandhom jiggarantixxu u jiggarantixxu li d-drittijiet tal-Proprjetà Intellettwali ta’ parti terza ma jiġux miksura meta jintegraw prodotti MPS fi kwalunkwe applikazzjoni. MPS mhu se jassumi l-ebda responsabbiltà legali għal kwalunkwe applikazzjoni msemmija.
www.MonolithicPower.com
Informazzjoni Proprjetarja tal-MPS. Protetta bil-Privattiva. Fotokopji u Duplikazzjoni Mhux Awtorizzati Projbiti. © 2011 MPS. Id-Drittijiet kollha Riżervati.
Dokumenti / Riżorsi
 |
MPS AN051 Għażla tal-Kondensatur tad-Dħul MP2130 [pdfGwida għall-Utent AN051 Għażla tal-Kondensatur tal-Input MP2130, AN051, Għażla tal-Kondensatur tal-Input MP2130, Għażla tal-Kondensatur MP2130, Għażla MP2130, MP2130 |
