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1 | LM(2)5145/46-Q1 DC-DC Controller Design Tool | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 | About | xx | = Input Box | TERMS OF USE | |||||||||||||||||||||||||||||||
4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 | Step 1: Operating Specifications | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
6 | Input Voltage ‒ Min, VIN(min) | 8 | V | ||||||||||||||||||||||||||||||||
7 | Input Voltage ‒ Nom, VIN(nom) | 48 | V | ||||||||||||||||||||||||||||||||
8 | Input Voltage ‒ Max, VIN(max) | 75 | V | ||||||||||||||||||||||||||||||||
9 | Output Voltage, VOUT | 5 | V | ||||||||||||||||||||||||||||||||
10 | Maximum Output Current, IOUT | 8 | A | ||||||||||||||||||||||||||||||||
11 | Free-running Switching Frequency, FSW | 300 | kHz | ||||||||||||||||||||||||||||||||
12 | SYNC Frequency (if used), FSW-SYNC | 300 | kHz | ||||||||||||||||||||||||||||||||
13 | Frequency Set Resistor, RRT | 33.2 | kΩ | ||||||||||||||||||||||||||||||||
14 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
15 | Step 2: Filter Inductor | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
16 | Recommended Filter Inductance | 5.6 | µH | ||||||||||||||||||||||||||||||||
17 | Inductance, LF | 5.6 | µH | ||||||||||||||||||||||||||||||||
18 | Inductor DCR | 10.2 | mΩ | ||||||||||||||||||||||||||||||||
19 | Pk-to-Pk Ripple Current at VIN(nom), DIL | 2.8 | APK-PK | ||||||||||||||||||||||||||||||||
20 | Inductor Ripple Current as a % of Max IOUT | 34 | % | ||||||||||||||||||||||||||||||||
21 | Estimate Core Loss at VIN(nom) | 0.4 | W | ||||||||||||||||||||||||||||||||
22 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
23 | Step 3: RDS(on) or Shunt-Based Current Limit | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
24 | Shunt, RS | 6 | mΩ | \ | |||||||||||||||||||||||||||||||
25 | Required Current Limit Setpoint | 12 | A | ||||||||||||||||||||||||||||||||
26 | Current Limit Set Resistor, RILIM | 576 | Ω | ||||||||||||||||||||||||||||||||
27 | Min Inductor Sat Current, IL(SAT) | 15.6 | A | ||||||||||||||||||||||||||||||||
28 | Power Loss in RS at Full Load, Max VIN | 0.33 | W | ||||||||||||||||||||||||||||||||
29 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
30 | Step 4: Output Capacitance | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
31 | Output Voltage Ripple Specification | 100 | mVPK-PK | ||||||||||||||||||||||||||||||||
32 | Minimum Ideal Output Capacitance | 11 | µF | ||||||||||||||||||||||||||||||||
33 | Total Output Capacitance (Derated), COUT | 440 | µF | ||||||||||||||||||||||||||||||||
34 | Maximum Permitted ESR | 36 | mΩ | ||||||||||||||||||||||||||||||||
35 | Output Capacitor ESR | 1 | mΩ | ||||||||||||||||||||||||||||||||
36 | Resulting Output Voltage Ripple | 4 | mVPK-PK | ||||||||||||||||||||||||||||||||
37 | Output Capacitor Ripple Current | 0.8 | ARMS | ||||||||||||||||||||||||||||||||
38 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
39 | Step 5: Input Capacitance | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
40 | Input Voltage Ripple Specification | 500 | mVPK-PK | ||||||||||||||||||||||||||||||||
41 | Minimum Ideal Input Capacitance | 5 | µF | ||||||||||||||||||||||||||||||||
42 | Total Input Capacitance (Derated), CIN | 60 | µF | ||||||||||||||||||||||||||||||||
43 | Maximum Permitted ESR | 49 | mΩ | ||||||||||||||||||||||||||||||||
44 | Input Capacitor ESR | 0.66 | mΩ | ||||||||||||||||||||||||||||||||
45 | Resulting Input Voltage Ripple | 49 | mVPK-PK | ||||||||||||||||||||||||||||||||
46 | Input Capacitor Ripple Current | 2.5 | ARMS | ||||||||||||||||||||||||||||||||
47 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
48 | Step 6: Soft-start, UVLO | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
49 | Soft-Start Time, tSS | 4 | ms | ||||||||||||||||||||||||||||||||
50 | Soft-Start Capacitance, CSS | 47 | nF | ||||||||||||||||||||||||||||||||
51 | Input Voltage UVLO Turn-On | 8 | V | ||||||||||||||||||||||||||||||||
52 | Input Voltage UVLO Turn-Off | 7 | V | ||||||||||||||||||||||||||||||||
53 | UVLO Upper Resistor, RUV1 | 100 | kΩ | ||||||||||||||||||||||||||||||||
54 | UVLO Lower Resistor, RUV2 | 17.8 | kΩ | ||||||||||||||||||||||||||||||||
55 | If the SYNC feature is not required, connect SYNCIN to GND | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
56 | or VCC for DCM or CCM operation, respectively | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
57 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
58 | Step 7: Compensation Design | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
59 | LC Complex Pole Frequency | 3.2 | kHz | ||||||||||||||||||||||||||||||||
60 | ESR Zero Frequency | 362 | kHz | ||||||||||||||||||||||||||||||||
61 | Desired Crossover Frequency | 30 | kHz | ||||||||||||||||||||||||||||||||
62 | Appropriate Midband Gain | 0.62 | V/V | ||||||||||||||||||||||||||||||||
63 | Upper Feedback Resistor, RFB1 | 22.1 | kΩ | ||||||||||||||||||||||||||||||||
64 | Lower Feedback Resistor, RFB2 | 4.22 | kΩ | ||||||||||||||||||||||||||||||||
65 | Actual Output Voltage, VOUT | 4.990 | V | ||||||||||||||||||||||||||||||||
66 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
67 | Pole & Zero Placement | FZ1 | 2.3 | kHz | |||||||||||||||||||||||||||||||
68 | Baseline P/Z Frequencies: | FZ2 | 2.9 | kHz | |||||||||||||||||||||||||||||||
69 | FP1 | 362 | kHz | ||||||||||||||||||||||||||||||||
70 | FP2 | 150 | kHz | ||||||||||||||||||||||||||||||||
71 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
72 | Compensation Components | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
73 | Calculated / | Std Values | Selected | Actual P/Z Frequencies | |||||||||||||||||||||||||||||||
74 | RC1 | 13.7 | 13.7 | 13.7 | kΩ | 2.5 | kHz (FZ1) | ||||||||||||||||||||||||||||
75 | CC1 | 5144 | 4700 | 4700 | pF | 2.6 | kHz (FZ2) | ||||||||||||||||||||||||||||
76 | CC2 | 79 | 82 | 82 | pF | 331 | kHz (FP1) | ||||||||||||||||||||||||||||
77 | RC2 | 179 | 178 | 178 | Ω | 144 | kHz (FP2) | ||||||||||||||||||||||||||||
78 | CC3 | 2458 | 2700 | 2700 | pF | ||||||||||||||||||||||||||||||
79 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
80 | Efficiency / Power Loss Analyzer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
81 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
82 | Step 8: Efficiency | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
83 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
84 | High-Side MOSFET (Q1) Specifications | IAUZ30N10S5L240ATMA1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
85 | On-State Resistance, RDS(on) | 19.5 | mΩ | ||||||||||||||||||||||||||||||||
86 | Total Gate Charge, QG | 9.4 | nC | ||||||||||||||||||||||||||||||||
87 | Gate-Drain Charge, QGD | 1.9 | nC | ||||||||||||||||||||||||||||||||
88 | Gate-Source Charge, QGS | 2.7 | nC | ||||||||||||||||||||||||||||||||
89 | Output Capacitance, COSS | 113 | pF | ||||||||||||||||||||||||||||||||
90 | Gate Resistance, RG | 1.5 | Ω | ||||||||||||||||||||||||||||||||
91 | Transconductance, gFS | 100 | S | ||||||||||||||||||||||||||||||||
92 | Gate-Source Plateau Voltage, VGS(MP) | 3.3 | V | ||||||||||||||||||||||||||||||||
93 | Body Diode Forward Voltage, VBD1 | 0.9 | V | ||||||||||||||||||||||||||||||||
94 | Thermal Resistance, θJA | 50 | °C/W | ||||||||||||||||||||||||||||||||
95 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
96 | Low-Side MOSFET (Q2) Specifications | IAUZ30N10S5L240ATMA1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
97 | On-State Resistance, RDS(on) | 10.8 | mΩ | ||||||||||||||||||||||||||||||||
98 | Total Gate Charge, QG | 17 | nC | ||||||||||||||||||||||||||||||||
99 | Output Charge, QOSS | 30 | nC | ||||||||||||||||||||||||||||||||
100 | Output Capacitance, COSS | 197 | pF | ||||||||||||||||||||||||||||||||