advertisement 36V 入力、8.5A 昇降圧 µModule レギュレータ 電力増大のため簡単に並列化可能 デザインノート540 Andy Radosevich 相インターリービングを簡単に行えます。 入力コンデ ンサ、出力コンデンサ、および必要な場合は電流検知 LTM 8055 は、昇 降 圧 µModule レギュレータで、 5V ～ 36V の入力範囲に対応でき、負荷電流容量を 抵抗を含む完全なソリューションを、LTM8055 のフッ 増やすため簡単に並列化できます。4 スイッチの昇降 トプリントである 15mm×15mm よりもそれほど大きく 圧トポロジ機能により高い効率を実現し、出力より低 ない面積に収めることができます。 い、同じ、または出力より高い入力電圧に対応でき、 4 スイッチの昇降圧コンバータ設計は本質的に効率が レギュレーション・モード間でスムーズな移行が行われ 高いのが利点で、これは NMOS スイッチの電力損失 ます。LTM8055 は定電圧（CV）および定電流（CC） が低いことが主な理由です。2 スイッチのコンバータ 出力をレギュレートでき、出力電流をアナログでプログ L、LT、LTC、LTM、Linear Technology、Linear の ロ ゴ お よ び ラム可能です。 逆相のクロック出力と、スイッチング µModule はリニアテクノロジー社の登録商標です。その他すべての商標の 周波数同期との組み合わせにより、並列動作での位 所有権は、それぞれの所有者に帰属します。 はじめに ® C2 4.7µF 2× 0.22µF + C5 68µF C7 22µF VOUT 12V 12A AT 18V ≤ VIN ≤ 36V DERATE IOUT BELOW 18VIN 6A MAXIMUM IOUT AT 7VIN 100k GND IINMON C3 22µF 47pF 36.5k 600kHz 11k IIN IOUT VIN SVIN RUN CLKOUT SS U2 LTM8055 CTL MODE LL IOUTMON SYNC RT 0.01µF R1 0.008Ω VOUT 36.5k 600kHz 47pF 9.31k R2 0.008Ω VOUT C4 22µF + C6 68µF C8 22µF 100k GND + – U3 FB RT 0.01µF IINMON 0.22µF COMP 4.7µF 2× IIN IOUT VIN SVIN RUN CLKOUT SS U1 LTM8055 CTL MODE LL IOUTMON SYNC FB VIN 7V TO 36V COMP ® C1, C2 MURATA GRM32ER71H475K C3, C4, C7, C8 SAMSUNG CL21A226MAQNNNE C5, C6 AVX TPSE686M025R0200 R1, R2 VISHAY WSL20108L000FEA U3 LT1636CMS8 DN4AR F01 図 1．144W の昇降圧レギュレータ回路：出力電力を増やすため、2 つの LTM8055 を簡単に 並列化できます。この並列化回路は、入力が 18V ～ 36V のとき、12A の出力電流を生成できます。 07/15/540 も同様に効率的ですが、これは降圧または昇圧どちら かのトポロジに限定されます。さらに、2 スイッチでな く単一のスイッチと整流ダイオードを使用する DC/DC 電源は、ダイオードの電力損失のため効率が悪くなり ます。 並列動作 出力電力容量を増やすため、複数の LTM8055 を簡 単に並列化できます。 図 1 は、2 つの LTM8055 の 並列動作で構成される 12V 出力のレギュレータです。 1 つは CV マスタ・レギュレータ U1、もう 1 つは CC スレーブ・レギュレータ U2 で、入力が 18V ～ 36V のときに 12A の出力電流を生成できます。 図 2 は、 図 1 の回路が 24V 入力時に約 93% の効率を得られ ることを示しています。入力電圧が 18V 未満のときは、 出力電流が低下します。 マスタ・レギュレータの CV 動作と、スレーブ・レギュ レータの CC 動作により、電流シェアリングのバラン スが保証されます。IOUTMON は出力電流を監視し、 CTL ピンは電流源レギュレータの出力電流をプログラ ムします。マスタは必要な出力電圧にプログラムされ ます。これに対してスレーブは、通常は電圧ではなく 電流をレギュレートするため、より高い出力電圧にプロ グラムされます。マスタは出力電圧をレギュレートし、 マスタの IOUTMON ピンがスレーブの CTL ピンに接 続されることで、2 つの LTM8055 間で負荷電流が 強制的に等しくシェアリングされます。ユニティゲイン バッファにより、マスタの IOUTMON ピンはスレーブの CTL ピンを駆動できます。図 3 は、図 1 に示す 2 つ の並列レギュレータによる負荷シェアリングを示してい ます。ここで、6A から 10A への負荷遷移テスト時に、 IOUTMON 出力は一定に保たれています。 U1 の CLKOUT を U2 の SYNC ピンへ接続するだけ で、2 つのスイッチング・サイクルが 180° 離れて同期 されます。逆相の同期により、入力および出力に必要 な容量が減少します。 複数の LTM8055 間のランダ ムなスイッチング・サイクル関係により発生するビート 周波数ノイズは、同期により防止されます。 一つのユニティゲインバッファを使用してマスタの IOUTMON ピンをスレーブの CTL ピンへ接続すると、 3 つ以上の LTM8055 を並列化することもできます。 チャネルの正しいインターリービングには、2 つ以上の フェーズを持つ外部クロック・ジェネレータが必要にな ることがあります。 電流レギュレーションとモニタリング LTM8055 の電流レギュレーション機能には、並列動 作以外の使用法もあります。バッテリやスーパーコンデ ンサの充電に、または出力を過電流や短絡フォルトか ら保護するためにも使用できます。また、LTM8055 は入力電流レギュレーションとモニタリングも提供して います。 入力電流の制限により、LTM8055 の入力 電源が過負荷になることを防止できます。 まとめ LTM8055 を使用すると、最少の設計労力でコンパク トかつ高パフォーマンスのコンバータを製造できます。 この 36V の昇降圧 µModule レギュレータは、簡単 に並列化して出力電力を増やすことができ、2 フェー ズの設計により外部クロックは必要ありません。 100 95 VOUT 200mV/DIV EFFICIENCY (%) 90 85 80 IOUTMON, MASTER 500mV/DIV 75 IOUTMON, SLAVE 500mV/DIV 70 60 VIN = 24V VIN = 12V VIN = 18V VIN = 24V 65 100µs/DIV 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 IOUT (A) IOUT 5A/DIV DN540 F03 DN4AR F02 図 2．図 1 の回路は 24V 入力時に約 93% の 効率を得られます。入力電圧が 18V 未満の ときは、出力電流が低下します。 図 3．図 1 のマスタおよびスレーブ・レギュレータの IOUTMON 出力は、6A から 10A への負荷遷移に おいて、バランスされた電流シェアリングを示します。 データシートのダウンロード www.linear-tech.co.jp/LTM8055 リニアテクノロジー株式会社 102-0094 東京都千代田区紀尾井町 3-6 紀尾井町パークビル 8F TEL(03)5226-7291 FAX(03)5226-0268 http://www.linear-tech.co.jp dn540f LT/AP 0715 • PRINTED IN JAPAN © LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2015