リファレンス回路 4150

高性能アプリケーションのためのMAX5066を用いるリファレンス設計



多くのネットワークおよび電気通信のアプリケーションでは複数のレギュレートされた電源レイルがあります。これらの電源レイルの多くは大電流で、適度な大きさと効率、および優れた負荷過渡応答を提供する必要があります。この論文はスイッチング周波数を300kHzとしたデュアルバックコンバータのMAX5060を使用する詳細なリファレンス設計ソリューションを示します。
このリファレンス設計の主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

  • VIN = 5.15V (-0.4V, +0.4V)
  • VOUT1 = 1.2V ±48mV/IOUT1 = 0~8.5A (過渡を含む)
  • コンバータ1の出力電圧リップル:12mVP-P
  • コンバータ1の負荷過渡応答:10%~60%の負荷変動に対して18mVP-P
  • VOUT2 = 3.3V ±132mV/IOUT2 = 0~4.4A (過渡を含む)
  • コンバータ2の出力電圧リップル:27mVP-P
  • コンバータ2の負荷過渡応答:10%~60%の負荷変動に対して40mVP-P
  • コンバータ1とコンバータ2の複合効率:最大負荷で93.38%
  • 温度範囲:-40℃~+85℃


図1. 5.1VでfSW = 295kHzの場合に1.2V/8.5Aおよび3.3V/4.4AのDC-DCコンバータを示すMAX5066のリファレンス設計

多くのネットワークおよび電気通信のアプリケーションでは複数のレギュレートされた電源レイルがあります。これらの電源レイルの多くは大電流で、適度な大きさと効率、および優れた負荷過渡応答を提供する必要があります。この論文はスイッチング周波数を300kHzとしたデュアルバックコンバータのMAX5060を使用する詳細なリファレンス設計ソリューションを示します。
このリファレンス設計の主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

  • VIN = 5.15V (-0.4V, +0.4V)
  • VOUT1 = 1.2V ±48mV/IOUT1 = 0~8.5A (過渡を含む)
  • コンバータ1の出力電圧リップル:12mVP-P
  • コンバータ1の負荷過渡応答:10%~60%の負荷変動に対して18mVP-P
  • VOUT2 = 3.3V ±132mV/IOUT2 = 0~4.4A (過渡を含む)
  • コンバータ2の出力電圧リップル:27mVP-P
  • コンバータ2の負荷過渡応答:10%~60%の負荷変動に対して40mVP-P
  • コンバータ1とコンバータ2の複合効率:最大負荷で93.38%
  • 温度範囲:-40℃~+85℃


図1. 5.1VでfSW = 295kHzの場合に1.2V/8.5Aおよび3.3V/4.4AのDC-DCコンバータを示すMAX5066のリファレンス設計


表1. 部品表

Designator Value Description Part Footprint Manufacturer Quantity
C50, C71 4.7µF/6.3V Capacitors JMK107BJ475MA-T 0603 Taiyo Yuden 2
C60 470µF/6.3V Capacitor APXA6R3ARA471MHC0G 3.1mm x 4.2mm x 2.2mm Nippon Chemi-Con 1
C61, C62, C64, C72, C74, C75, C76, C77 10µF/10V Capacitors LMK212BJ106M 0805 Taiyo Yuden 8
C63, C73, C86, C87 1.0µF/16V Capacitors EMK107BJ105KA-T 0603 Taiyo Yuden 4
C65, C79 220nF/16V Capacitors EMK107BJ224MA-T 0603 Taiyo Yuden 2
C66, C80 4.7nF/16V Capacitors TMK105BJ472KV-F 0402 Taiyo Yuden 2
C67, C68, C81, C83, C84 100nF/16V Capacitors EMK105BJ104KV-FR 0402 Taiyo Yuden 5
C69 18pF Capacitor UMK105CH180JW 0402 Taiyo Yuden 1
C70, C85 1.0µF/6.3V Capacitors JMK105BJ105KV 0402 Taiyo Yuden 2
C78, C88 470µF/2.5V Capacitors APXE2R5ARA471MF80G 1.9mm x 3.5mm x 1.6mm Nippon Chemi-Con 2
C82 OPEN Capacitor OPEN 0402 OPEN 1
L60, L61 2.3µH Inductors MVR1278 7.8mm x 11.5mm Coilcraft 2
Q60, Q61 n-channel 30V nMOSFETs SI7114DN PowerPAK 1212-8 Vishay-Siliconix 2
Q62, Q63, Q64 n-channel 20V nMOSFETs SI7106DN PowerPAK 1212-8 Vishay-Siliconix 3
R60, R72 Resistors SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 2
R62, R63, R74, R75, R76, R77 0.01Ω Resistors RL1220T, 250mW 0805 Susumu 6
R64 0.039Ω Resistor RL1220T, 250mW 0805 Susumu 1
R65 1.2kΩ Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R66 3.3kΩ Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R67, R83 1MΩ Resistors SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 2
R68, R84, R85 1kΩ Resistors SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 3
R69 43kΩ Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R70 4.7kΩ Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R71 41.2Ω Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R78 0.027Ω Resistor RL1220T, 250mW 0805 Susumu 1
R79 910Ω Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R80 22kΩ Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R81 20kΩ Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R82 100Ω Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
D60, D61 30V/200mA Schottky diodes RB521S30T1 SOD-523 ON Semiconductor 2
D62, D63 30V/30mA Schottky diodes RB751 SOD-523 ON Semiconductor 2
U60 MAX5066 PWM controller MAX5066AUI 28-TSSOP-EP Maxim 1


各レギュレータに対する効率データは表2にまとめられ、図2に示すように両方の出力とも高効率を示しています。

表2. 効率データ

VIN (V) IIN (A) VOUT1 (V) IOUT1 (A) VOUT2 (V) IOUT2 (A) Efficiency (%)
5.1402 5.0780 1.1814 8.5008 3.2558 4.4016 93.38%
5.1347 4.5728 1.1853 7.6491 3.2636 3.9652 93.73%
5.1361 4.0605 1.1891 6.8012 3.2713 3.5244 94.06%
5.1500 3.5440 1.1928 5.9558 3.2791 3.0836 94.32%
5.1441 3.0423 1.1967 5.1030 3.2870 2.6435 94.54%
5.1497 2.5398 1.2005 4.2507 3.2948 2.2086 94.65%
5.1522 2.0337 1.2044 3.3988 3.3030 1.7608 94.57%
5.1490 1.5407 1.2083 2.5557 3.3111 1.3232 94.15%
5.1465 1.0441 1.2122 1.7073 3.3194 0.8815 92.97%
5.1380 0.5472 1.2163 0.8455 3.3279 0.4419 88.88%



図2. 総合効率が総合出力電力の関数として示されています。
図3図4ではコントローラの出力電圧がその出力負荷電流に対して示されています。
図3. 1番目のコントローラの出力電圧対出力負荷電流
図3. 1番目のコントローラの出力電圧対出力負荷電流
図4. 2番目のコントローラの出力電圧対出力負荷電流
図4. 2番目のコントローラの出力電圧対出力負荷電流
各レギュレータ出力の負荷過渡応答性能は図5図6に示されています。

図5. 負荷を0.85Aと5.1Aの間で変化させた1.2Vの過渡応答は10µsの期間に18mVの大きさを示しています。

図6. 負荷を0.44Aと2.64Aの間で変化させた3.3Vの過渡応答は10µsの期間に40mVの大きさを示しています。

 
Status:
Package:
Temperature:

MAX5066
大電流アプリケーション用、シングル/デュアル出力に設定可能な同期降圧コントローラ

  • 入力電圧範囲:4.75V~5.5V、または5V~28V
  • デュアル出力同期式降圧型コントローラ
  • 2個の独立した出力または1個の単一出力に構成可能