キーワード: 高電圧, バックコンバータ, ステップダウンコンバータ, 降圧型コンバータ, ステップダウン, 降圧, バック, 電源, パワーサプライ, バックコントローラ, ステップダウンコントローラ, 降圧型コントローラ
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MAX15046を使用した高入力電圧、大出力電流のバックコントローラのリファレンスデザイン

筆者： Murali Krushna
Feb 18, 2010

要約：このリファレンスデザインでは、大出力電流を必要とする高入力電圧で低出力電圧アプリケーションのための、MAX15046ステップダウン電源コントローラを使用した回路を紹介します。

リファレンスデザインでは、回路図(図1)、部品表(表1)、および性能特性(図2～7)を示します。MAX15046の主要な仕様を以下に示します。

設計仕様およびセットアップ
  • 入力電圧：18V～36V
  • 出力電圧：1.2V
  • 出力電流：13.4A
  • 出力電圧リップル：12mVP-P
  • 入力電圧リップル：180mVP-P
  • スイッチング周波数：250kHz
  • 効率：82% (13.4A、VIN = 18Vにて)、74% (13.4A、VIN = 36Vにて)
図1. FSW = 250kHzのときのMAX15046バック電源の回路図
画像の拡大(PDF、256kB)
図1. FSW = 250kHzのときのMAX15046バック電源の回路図

表1. 部品表
Designator Value Description Part Number Manufacturer Package Quantity
C1 470µF/50V Capacitor EEVFK1H471M Panasonic Electrolytic 1
C2 0.1µF/50V Capacitor GRM188R71H104K Murata 603 1
C3 1µF/50V Capacitor GRM21BR71H105K Murata 805 1
C4 4.7µF/6.3V Capacitor GRM188R60J475K Murata 603 1
C5 2.2µF Capacitor GRM188R60J225K Murata 603 1
C6, C7, C7X 10µF/50V Capacitor GRM55DR70H106K Murata 2220 3
C8 0.47µF/16V Capacitor GRM188R71C474K Murata 603 1
C9 2700pF/50V Capacitor GRM2165C1H272JA Murata 805 1
C10 470µF/6.3V Capacitor EEFSX0D471E4 Panasonic 7.3mm x 4.3mm x 1.9mm 1
C11 100µF/6.3V Capacitor GRM32ER60J107ME20L Murata 1210 1
C12 100µF/6.3V Capacitor GRM32ER60J107ME20L Murata 1210 1
C13 68pF/50V Capacitor GRM1885C1H680J Murata 603 1
C14 100pF/50V Capacitor GRM39COG101J50D500 Murata 603 1
C15 10nF/50V Capacitor GRM188R71H103KA01D Murata 603 1
C16 820pF/50V Capacitor GRM39COG821J50D500 Murata 603 1
C17 Open Capacitor        
C18 22µF/6.3V Capacitor GRM31CR70J226KE19L Murata 1206 1
C19 1µF/6.3V Capacitor GRM188R70J105KA01D Murata 603 1
R3 10Ω Resistor Resistor Multisource 603 1
R4 51kΩ Resistor Resistor Multisource 603 1
R5 2.2Ω Resistor Resistor Multisource 603 1
R7 1Ω Resistor Resistor Multisource 603 1
R8 Open Resistor        
R9 19.1kΩ Resistor Resistor Multisource 603 1
R10 6.04kΩ Resistor Resistor Multisource 603 1
R11 4kΩ Resistor Resistor Multisource 603 1
R12 86.6kΩ Resistor Resistor Multisource 603 1
R13 86.6kΩ Resistor Resistor Multisource 603 1
R14 68.1kΩ Resistor Resistor Multisource 603 1
R15 49.9Ω Resistor Resistor Multisource 603 1
R16 0 Resistor Resistor Multisource 603 1
R17 0 Resistor Resistor Multisource 603 1
L1 2.2µH/20A Inductor IHLP5050EZER2R2M01 Vishay 13.20mm x 12.90mm x 5.00mm 1
N1 60V, 6.2A n-Channel MOSFET SI7850DP Vishay PowerPAK® SO-8 1
N2 60V, 18.5A n-Channel MOSFET SI7478DP Vishay PowerPAK SO-8 1
D1 0.5A, 60V Schottky diode ZHCS506TA Zetex SOT23 1
U1 MAX15046 PWM Controller MAX15046 Maxim 16 PIN TQFN 1

性能特性

図2. 各入力電圧における、システム全体の効率対負荷電流
図2. 各入力電圧における、システム全体の効率対負荷電流

図3. 定常状態の入力電圧、出力電圧、およびゲート信号
図3. 定常状態の入力電圧、出力電圧、およびゲート信号
Ch1：スイッチングノード電圧
Ch2：入力電圧
Ch3：出力電圧

図4. 定常状態のピークトゥピーク入力リップルおよびピークトゥピーク出力リップル
図4. 定常状態のピークトゥピーク入力リップルおよびピークトゥピーク出力リップル
Ch2：入力電圧リップル
Ch3：出力電圧リップル

図5. 13.4Aの負荷でVIN = 28Vを印加したときのソフトスタート
図5. 13.4Aの負荷でVIN = 28Vを印加したときのソフトスタート
Ch2：入力電圧
Ch3：出力電圧

図6. 入力電源をオフにしたときのソフトストップ
図6. 入力電源をオフにしたときのソフトストップ
Ch2：入力電圧
Ch3：出力電圧

図7. 負荷を短絡したときの出力電圧とゲート信号
図7. 負荷を短絡したときの出力電圧とゲート信号
Ch3：出力電圧
Ch4：ハイサイドスイッチのゲート信号

基板レイアウト

図8. MAX15046ステップダウン電源を使用したリファレンスデザインの2層レイアウト
画像の拡大(PDF、4.7MB)
図8. MAX15046ステップダウン電源を使用したリファレンスデザインの2層レイアウト

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