説明
このアプリケーションノートはスイッチング周波数を2MHzとしたデュアルのバックコンバータとしてMAX5073を使用する詳細なリファレンスデザインを示します。この設計はスペースが制約されるアプリケーションで使用することができます。その理由はスイッチング周波数を高くすることで、ボードで使用する受動部品は小型とすることができるためです。それに加えて、この電源ソリューションはAM無線帯域から外れるスイッチング周波数とする必要がある車載アプリケーションに使用することができます(合わせてロードダンプ保護も行います)。AM無線帯域には車載のメーター機器やインフォテイメントシステムなどがあります。
このリファレンスデザインの主要な仕様が詳細な回路図(図1)およびこのアプリケーションに必要とする部品表(表1)とともに下に示されています。
仕様
- 入力電圧：5.5V～16V
- コンバータ1の出力電圧 = 3.3V/2A (max)
- コンバータ2の出力電圧 = 2.5V/1A (max)
- 各コンバータのスイッチング周波数(fSW) = 2MHz
- 使用環境温度(TA) = -40℃～+85℃
図1. MAX5073のリファレンスデザイン
| Designator | Value | Description | Part | Footprint | Manufacturer | Quantity |
| C1 | 100µF/35 | Capacitor | EEVFK1V101P | 8mm x 10.2mm | Panasonic | 1 |
| C2, C3, C4, C17, C18 | 0.1µF/25V | Capacitors | GRM188R71E104KA01D | 603 | Murata | 5 |
| CC7, C75 | 22µF/6.3V | Capaitors | GRM31CR60J226KE19 | 1206 | Murata | 2 |
| C8, C9 | 10µF/25V | Capacitors | GRM31CR61E106KA12 | 1206 | Murata | 1 |
| C10, C12 | 2.2nF | Capacitors | GRM188R71H222JA01 | 603 | Murata | 2 |
| C11 | 560pF | Capacitor | GRM188R71H561KA01 | 603 | Murata | 1 |
| C13, C14 | 22pF | Capacitors | GRM1885C1H220JA01 | 603 | Murata | 2 |
| C15 | 1nF | Capacitor | GRM18871H102KA01 | 603 | Murata | 1 |
| C16 | 4.7µF/6.3V | Capacitor | GRM188R60J475KE19B | 603 | Murata | 1 |
| C19 | 0.22µF/10V | Capacitor | GRM188R71A224KA01 | 603 | Murata | 1 |
| D1, D2 | 30V, 55mA | Schottky Diodes | MBR0530 | SOD123 | ON Semiconducort | 2 |
| D4 | 40V, 2A | Schottky Diode | MBRS240 | SMB | ON Semiconductor | 1 |
| L1, L2 | 4.7µH | Inductors | IHLP2525-CZ | 6.86mm x 6.47mm x 3.18mm | Vishay | 1 |
| R1, R11 | 100kΩ | Resistors | SMD, 1%, 0.125W | 603 | Vishay | 2 |
| R2 | 6.8Ω | Resistor | SMD, 1%, 0.125W | 603 | Vishay | 2 |
| R3 | 4.7Ω | Resistors | SMD, 1%, 0.125W | 603 | Vishay | 3 |
| R4, R8, R10 | 1.18kΩ | Resistors | SMD, 1%, 0.125W | 603 | Vishay | 3 |
| R5, R9 | 27.4kΩ | Resistors | SMD, 1%, 0.125W | 603 | Vishay | 2 |
| R6 | 10kΩ | Resistor | SMD, 1%, 0.125W | 603 | Vishay | 1 |
| R7 | 12.7kΩ | Resistor | SMD, 1%, 0.125W | 603 | Vishay | 1 |
| R12 | 2.2Ω | Resistor | SMD, 1%, 0.125W | 603 | Vishay | 1 |
| R13 | 6.9kΩ | Resistor | SMD, 1%, 0.125W | 603 | Vishay | 1 |
| R14 | 8.76kΩ | Resistor | SMD, 1%, 0.125W | 603 | Vishay | 1 |
| U1 | MAX5073 | Dual Buck Converter | MAX5073ETI+ | 32-TQFN_EP (5mm x 5mm) | Analog | 1 |
効率性能を示すボードから得られた実際の測定は表2と表3に示されています。
| VIN (V) | IIN (A) | VOUT1 (V) | IOUT1 (A) | Efficiency (%) |
| 14.007 | 0.065732 | 3.3371 | 0.1018 | 36.8973371 |
| 14.010 | 0.183690 | 3.3339 | 0.5122 | 66.3542117 |
| 14.005 | 0.267750 | 3.3321 | 0.8032 | 71.3722082 |
| 14.007 | 0.329490 | 3.3309 | 1.0112 | 72.9812485 |
| 14.005 | 0.449290 | 3.3298 | 1.4007 | 74.1230723 |
| 14.002 | 0.584520 | 3.3281 | 1.8203 | 74.0201375 |
| 14.001 | 0.650260 | 3.3267 | 2.0150 | 73.6279304 |
| VIN (V) | IIN (A) | VOUT2 (V) | IOUT2 (A) | Efficiency (%) |
| 14.008 | 0.044533 | 2.5350 | 0.1075 | 43.6845979 |
| 14.008 | 0.067144 | 2.5337 | 0.2049 | 55.1967881 |
| 14.003 | 0.087638 | 2.5337 | 0.3010 | 62.1452787 |
| 14.004 | 0.109076 | 2.5337 | 0.4003 | 66.3986847 |
| 14.005 | 0.133680 | 2.5337 | 0.5122 | 69.3178710 |
| 14.005 | 0.155350 | 2.5338 | 0.6097 | 71.0058542 |
| 14.008 | 0.255976 | 2.5334 | 1.0001 | 70.6597037 |
安定性については各出力のボードプロットを図2と図3に示します。これらの図は各出力の利得と位相の詳細を示しています。
図2. 3.3V/1.4AとしたVOUTPUTのボードプロット
図3. 2.5V/0.6AとしたVOUTPUTのボードプロット
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