ZHCAD51 October   2022 LM5123-Q1

 

  1.   1
  2.   如何使用 LM5123 设计升压转换器
  3.   商标
  4. 1设计示例
  5. 2计算和元件选型
    1. 2.1  开关频率
    2. 2.2  初始电感计算
    3. 2.3  电流检测电阻器选型
    4. 2.4  电感器选型
    5. 2.5  输出电容器选型
    6. 2.6  输入电容器选择
    7. 2.7  反馈电阻器选型
    8. 2.8  UVLO 电阻选型
    9. 2.9  软启动电容器选型
    10. 2.10 控制环路补偿
      1. 2.10.1 交叉频率 (fcross) 选择
      2. 2.10.2 RCOMP 选择
      3. 2.10.3 CCOMP 选择
      4. 2.10.4 CHF 选择
    11. 2.11 MOSFET 选择
  6. 3实现结果
  7. 4小信号频率建模
    1. 4.1 升压稳压器调制器建模
    2. 4.2 补偿建模
    3. 4.3 开环建模
  8. 5资源

电流检测电阻器选型

LM5123 具有 45mV 的固定内部斜率补偿斜坡和 60mV 的感应峰值电流限制,并以电流检测放大器的输入为基准。电流检测电阻器的大小进行了调整,以防止次谐波振荡,因为斜率补偿是固定值并允许最大的功率输出。选型过程是一个迭代过程。通过分析这两个单独的边界条件,可以计算出正确的电阻器值。

最大电流检测电阻值根据方程式 7 中防止次谐波振荡所需的足够斜坡补偿而计算得出。最大电流检测电阻值根据最低电源电压和最大目标负载电压下出现的最大占空比而计算得出。

方程式 7. R C S s l o p e 1.5 L M V S L f S W V L O A D - V S U P P L Y = 1.5 2.6 µ H 45 m V 440 k H z 35 V - 8 V = 2.86   m Ω

根据计算,最终选择的电流检测电阻必须小于 2.86mΩ,以防止在最高占空比下出现次谐波振荡。请注意,RCSmax 值与所选电感值成正比。

节 2.2 中计算得出的峰值电感器电流用于调整电流检测电阻的大小,以获得最大输出功率。由于元件容差和功率损耗,在选择峰值电流限值时,应比计算得出的峰值电感器电流高出一些裕度。通常使用 5% 到 20% 的裕度。本例中选择了 20% 的裕度。峰值电感器电流限制根据方程式 8 估算得出。

方程式 8. I L P E A K l i m i t s e t = 1 + M L I M I T I L P E A K m a x = 1 + 0.2 27.67 A = 33.2 A

其中

  • MLIMIT 是所选高于峰值电感器电流计算值的裕度

电流检测电阻器设置的最小峰值电流限值必须大于 33.2A。理想电阻值通过方程式 9 计算得出

其中

方程式 9. R C S p o W e r V C L I L P E A K l i m i t s e t = 60 m V 33.2 A = 1.8   m Ω
  • VCL 是器件的 60mV 固定电流限值。

为了获得最大功率,电阻器值必须小于 1.8kΩ。

当 RCSslope 值大于 RCSpower 值时,设计中可能会发生次谐波振荡。如果出现这种情况,则需要减小电感器的纹波比,并应重新进行节 2.2 中所述的过程。通过减小纹波比,有效斜坡补偿会增加。该斜坡补偿对于本设计示例来说是足够的,因此我们选择 1.5mΩ 的标准电流检测电阻值。通过变换方程式 9方程式 10 可计算得出峰值电感器电流限值。

方程式 10. I L P E A K l i m i t = V C L R C S = 60 m V 1.5 m Ω = 40   A

当选择的值为 1.5mΩ 时,峰值电感器电流限制为 40A。