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s e m i c o n d u c t o r c o m p o n e n t s i n d u s t r i e s , l l c , 2 0 1 1 o c t o b e r , 2 0 1 1 ? r e v . 4 1 p u b l i c a t i o n o r d e r n u m b e r : n c v 5 1 7 1 / d n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 1 . 5 a 2 8 0 k h z / 5 6 0 k h z b o o s t r e g u l a t o r s t h e n c v 5 1 7 1 / 7 3 p r o d u c t s a r e 2 8 0 k h z / 5 6 0 k h z s w i t c h i n g r e g u l a t o r s w i t h a h i g h e f f i c i e n c y , 1 . 5 a i n t e g r a t e d s w i t c h . t h e p a r t s o p e r a t e o v e r a w i d e i n p u t v o l t a g e r a n g e , f r o m 2 . 7 v t o 3 0 v . t h e f l e x i b i l i t y o f t h e d e s i g n a l l o w s t h e c h i p t o o p e r a t e i n m o s t p o w e r s u p p l y c o n f i g u r a t i o n s , i n c l u d i n g b o o s t , f l y b a c k , f o r w a r d , i n v e r t i n g , a n d s e p i c . t h e i c s u t i l i z e c u r r e n t m o d e a r c h i t e c t u r e , w h i c h a l l o w s e x c e l l e n t l o a d a n d l i n e r e g u l a t i o n , a s w e l l a s a p r a c t i c a l m e a n s f o r l i m i t i n g c u r r e n t . c o m b i n i n g h i g h f r e q u e n c y o p e r a t i o n w i t h a h i g h l y i n t e g r a t e d r e g u l a t o r c i r c u i t r e s u l t s i n a n e x t r e m e l y c o m p a c t p o w e r s u p p l y s o l u t i o n . t h e c i r c u i t d e s i g n i n c l u d e s p r o v i s i o n s f o r f e a t u r e s s u c h a s f r e q u e n c y s y n c h r o n i z a t i o n , s h u t d o w n , a n d f e e d b a c k c o n t r o l s f o r p o s i t i v e v o l t a g e r e g u l a t i o n . t h e s e p a r t s a r e p i n ? t o ? p i n c o m p a t i b l e w i t h l t 1 3 7 2 / 1 3 7 3 . f e a t u r e s x i n t e g r a t e d p o w e r s w i t c h : 1 . 5 a g u a r a n t e e d x w i d e i n p u t r a n g e : 2 . 7 v t o 3 0 v x h i g h f r e q u e n c y a l l o w s f o r s m a l l c o m p o n e n t s x m i n i m u m e x t e r n a l c o m p o n e n t s x e a s y e x t e r n a l s y n c h r o n i z a t i o n x b u i l t i n o v e r c u r r e n t p r o t e c t i o n x f r e q u e n c y f o l d b a c k r e d u c e s c o m p o n e n t s t r e s s d u r i n g a n o v e r c u r r e n t c o n d i t i o n x t h e r m a l s h u t d o w n w i t h h y s t e r e s i s x s h u t d o w n c u r r e n t : 5 0 a m a x i m u m x p i n ? t o ? p i n c o m p a t i b l e w i t h l t 1 3 7 2 / 1 3 7 3 x n c v p r e f i x f o r a u t o m o t i v e a n d o t h e r a p p l i c a t i o n s r e q u i r i n g u n i q u e s i t e a n d c o n t r o l c h a n g e r e q u i r e m e n t s i ? 4 0 q c t o 1 2 5 q c x t h e s e a r e p b ? f r e e d e v i c e s 5 1 7 x e = s p e c i f i c d e v i c e c o d e x = 1 o r 3 a = a s s e m b l y l o c a t i o n l = w a f e r l o t y = y e a r w = w o r k w e e k = p b ? f r e e p a c k a g e s o i c ? 8 d s u f f i x c a s e 7 5 1 v c c s s 1 5 1 7 x e a l y w 8 a g n d t e s t p g n d f b v s w v c m a r k i n g d i a g r a m a n d p i n c o n n e c t i o n s h t t p : / / o n s e m i . c o m d e v i c e p a c k a g e s h i p p i n g ? o r d e r i n g i n f o r m a t i o n n c v 5 1 7 1 e d r 2 g s o i c ? 8 ( p b ? f r e e ) 2 5 0 0 u n i t s / b o x ? f o r i n f o r m a t i o n o n t a p e a n d r e e l s p e c i f i c a t i o n s , i n c l u d i n g p a r t o r i e n t a t i o n a n d t a p e s i z e s , p l e a s e r e f e r t o o u r t a p e a n d r e e l p a c k a g i n g s p e c i f i c a t i o n s b r o c h u r e , b r d 8 0 1 1 / d . n c v 5 1 7 3 e d r 2 g s o i c ? 8 ( p b ? f r e e ) 2 5 0 0 u n i t s / b o x
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 2 + n c v 5 1 7 1 / 7 3 1 23 4 5 6 7 8 v o u t l 1 5 v c 3 2 2 f v c f b t e s t s s v c c a g n d p g n d v s w + m b r s 1 2 0 t 3 d 1 2 2 h c 2 2 2 f r 3 1 . 2 8 k 3 . 7 2 k r 2 c 1 s s 3 . 3 v r 1 5 k 0 . 0 1 f f i g u r e 1 . a p p l i c a t i o n s d i a g r a m m a x i m u m r a t i n g s r a t i n g v a l u e u n i t j u n c t i o n t e m p e r a t u r e r a n g e , t j ? 4 0 t o + 1 5 0 q c s t o r a g e t e m p e r a t u r e r a n g e , t s t o r a g e ? 6 5 t o + 1 5 0 q c p a c k a g e t h e r m a l r e s i s t a n c e j u n c t i o n ? t o ? c a s e , r j c j u n c t i o n ? t o ? a m b i e n t , r j a 4 5 1 6 5 q c / w l e a d t e m p e r a t u r e s o l d e r i n g : r e f l o w ( n o t e 1 ) 2 6 0 p e a k ( n o t e 1 ) q c e s d , h u m a n b o d y m o d e l 1 . 2 k v s t r e s s e s e x c e e d i n g m a x i m u m r a t i n g s m a y d a m a g e t h e d e v i c e . m a x i m u m r a t i n g s a r e s t r e s s r a t i n g s o n l y . f u n c t i o n a l o p e r a t i o n a b o v e t h e r e c o m m e n d e d o p e r a t i n g c o n d i t i o n s i s n o t i m p l i e d . e x t e n d e d e x p o s u r e t o s t r e s s e s a b o v e t h e r e c o m m e n d e d o p e r a t i n g c o n d i t i o n s m a y a f f e c t d e v i c e r e l i a b i l i t y . 1 . 6 0 ? 1 8 0 s e c o n d s m i n i m u m a b o v e 2 3 7 q c . m a x i m u m r a t i n g s p i n n a m e p i n s y m b o l v m a x v m i n i s o u r c e i s i n k i c p o w e r i n p u t v c c 3 5 v ? 0 . 3 v n / a 2 0 0 m a s h u t d o w n / s y n c s s 3 0 v ? 0 . 3 v 1 . 0 m a 1 . 0 m a l o o p c o m p e n s a t i o n v c 6 . 0 v ? 0 . 3 v 1 0 m a 1 0 m a v o l t a g e f e e d b a c k i n p u t f b 1 0 v ? 0 . 3 v 1 . 0 m a 1 . 0 m a t e s t p i n t e s t 6 . 0 v ? 0 . 3 v 1 . 0 m a 1 . 0 m a p o w e r g r o u n d p g n d 0 . 3 v ? 0 . 3 v 4 a 1 0 m a a n a l o g g r o u n d a g n d 0 v 0 v n / a 1 0 m a s w i t c h i n p u t v s w 4 0 v ? 0 . 3 v 1 0 m a 3 . 0 a
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 3 e l e c t r i c a l c h a r a c t e r i s t i c s ( 2 . 7 v < v c c < 3 0 v ; ? 4 0 q c < t j < 1 2 5 q c u n l e s s o t h e r w i s e s t a t e d . ) c h a r a c t e r i s t i c t e s t c o n d i t i o n s m i n t y p m a x u n i t p o s i t i v e a n d n e g a t i v e e r r o r a m p l i f i e r s f b r e f e r e n c e v o l t a g e v c t i e d t o f b ; m e a s u r e a t f b 1 . 2 4 6 1 . 2 7 6 1 . 3 0 0 v f b i n p u t c u r r e n t f b = v r e f ? 1 . 0 0 . 1 1 . 0 a f b r e f e r e n c e v o l t a g e l i n e r e g u l a t i o n v c = f b ? 0 . 0 1 0 . 0 3 % / v p o s i t i v e e r r o r a m p t r a n s c o n d u c t a n c e i v c = r 2 5 a 3 0 0 5 5 0 8 0 0 m h o p o s i t i v e e r r o r a m p g a i n ( n o t e 2 ) 2 0 0 5 0 0 ? v / v v c s o u r c e c u r r e n t f b = 1 . 0 v , v c = 1 . 2 5 v 2 5 5 0 9 0 a v c s i n k c u r r e n t f b = 1 . 5 v , v c = 1 . 2 5 v 2 0 0 6 2 5 1 5 0 0 a v c h i g h c l a m p v o l t a g e f b = 1 . 0 v ; v c s o u r c e s 2 5 a 1 . 5 1 . 7 1 . 9 v v c l o w c l a m p v o l t a g e f b = 1 . 5 v ; v c s i n k s 2 5 a 0 . 2 5 0 . 5 0 0 . 6 5 v v c t h r e s h o l d r e d u c e v c f r o m 1 . 5 v u n t i l s w i t c h i n g s t o p s 0 . 6 1 . 0 5 1 . 3 0 v o s c i l l a t o r b a s e o p e r a t i n g f r e q u e n c y n c v 5 1 7 1 , f b = 1 v 2 3 0 2 8 0 3 1 0 k h z b a s e o p e r a t i n g f r e q u e n c y n c v 5 1 7 3 , f b = 1 v 4 6 0 5 6 0 6 2 0 k h z r e d u c e d o p e r a t i n g f r e q u e n c y n c v 5 1 7 1 , f b = 0 v 3 0 5 2 1 2 0 k h z r e d u c e d o p e r a t i n g f r e q u e n c y n c v 5 1 7 3 , f b = 0 v 6 0 1 0 4 1 6 0 k h z m a x i m u m d u t y c y c l e n c v 5 1 7 1 9 0 9 4 ? % m a x i m u m d u t y c y c l e n c v 5 1 7 3 8 2 9 0 ? % f b f r e q u e n c y s h i f t t h r e s h o l d f r e q u e n c y d r o p s t o r e d u c e d o p e r a t i n g f r e q u e n c y 0 . 3 6 0 . 4 0 0 . 4 4 v s y n c / s h u t d o w n s y n c r a n g e n c v 5 1 7 1 3 2 0 ? 5 0 0 k h z s y n c r a n g e n c v 5 1 7 3 6 4 0 ? 1 0 0 0 k h z s y n c p u l s e t r a n s i t i o n t h r e s h o l d r i s e t i m e = 2 0 n s 2 . 5 ? ? v s s b i a s c u r r e n t s s = 0 v s s = 3 . 0 v ? 1 5 ? ? 3 . 0 3 . 0 ? 8 . 0 a s h u t d o w n t h r e s h o l d ? 0 . 4 0 0 . 8 5 1 . 2 0 v s h u t d o w n d e l a y 2 . 7 v d v c c d 1 2 v 1 2 v < v c c d 3 0 v 1 2 1 2 8 0 3 6 3 5 0 2 0 0 s 2 . g u a r a n t e e d b y d e s i g n , n o t 1 0 0 % t e s t e d i n p r o d u c t i o n .
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 4 e l e c t r i c a l c h a r a c t e r i s t i c s ( 2 . 7 v < v c c < 3 0 v ; ? 4 0 q c < t j < 1 2 5 q c u n l e s s o t h e r w i s e s t a t e d . ) c h a r a c t e r i s t i c u n i t m a x t y p m i n t e s t c o n d i t i o n s p o w e r s w i t c h s w i t c h s a t u r a t i o n v o l t a g e i s w i t c h = 1 . 5 a , ( n o t e 3 ) i s w i t c h = 1 . 0 a , 0 q c d t j d 8 5 q c i s w i t c h = 1 . 0 a , ? 4 0 q c d t j d 0 q c i s w i t c h = 1 0 m a ?? ? ? 0 . 8 0 . 5 5 0 . 7 5 0 . 0 9 1 . 4 ?? 0 . 4 5 v s w i t c h c u r r e n t l i m i t 5 0 % d u t y c y c l e , ( n o t e 3 ) 8 0 % d u t y c y c l e , ( n o t e 3 ) 1 . 6 1 . 5 1 . 9 1 . 7 2 . 4 2 . 2 a m i n i m u m p u l s e w i d t h f b = 0 v , i s w = 4 . 0 a , ( n o t e 3 ) 2 0 0 2 5 0 3 0 0 n s i c c / i v s w 2 . 7 v d v c c d 1 2 v , 1 0 m a d i s w d 1 . 0 a 1 2 v < v c c d 3 0 v , 1 0 m a d i s w d 1 . 0 a 2 . 7 v d v c c d 1 2 v , 1 0 m a d i s w d 1 . 5 a , ( n o t e 3 ) 1 2 v < v c c d 3 0 v , 1 0 m a d i s w d 1 . 5 a , ( n o t e 3 ) ?? ? ? 1 0 ? 1 7 ? 3 0 1 0 0 3 0 1 0 0 m a / a s w i t c h l e a k a g e v s w = 4 0 v , v c c = 0 v ? 2 . 0 1 0 0 a g e n e r a l o p e r a t i n g c u r r e n t i s w = 0 ? 5 . 5 8 . 0 m a s h u t d o w n m o d e c u r r e n t v c < 0 . 8 v , s s = 0 v , 2 . 7 v d v c c d 1 2 v v c < 0 . 8 v , s s = 0 v , 1 2 v d v c c d 3 0 v ?? 1 2 ? 6 0 1 0 0 a m i n i m u m o p e r a t i o n i n p u t v o l t a g e v s w s w i t c h i n g , m a x i m u m i s w = 1 0 m a ? 2 . 4 5 2 . 7 0 v t h e r m a l s h u t d o w n ( n o t e 3 ) 1 5 0 1 8 0 2 1 0 q c t h e r m a l h y s t e r e s i s ( n o t e 3 ) ? 2 5 ? q c 3 . g u a r a n t e e d b y d e s i g n , n o t 1 0 0 % t e s t e d i n p r o d u c t i o n . p a c k a g e p i n d e s c r i p t i o n p a c k a g e p i n # p i n s y m b o l f u n c t i o n 1 v c l o o p c o m p e n s a t i o n p i n . t h e v c p i n i s t h e o u t p u t o f t h e e r r o r a m p l i f i e r a n d i s u s e d f o r l o o p c o m p e n s a t i o n , c u r r e n t l i m i t a n d s o f t s t a r t . l o o p c o m p e n s a t i o n c a n b e i m p l e m e n t e d b y a s i m p l e r c n e t w o r k a s s h o w n i n t h e a p p l i c a t i o n d i a g r a m o n p a g e 2 a s r 1 a n d c 1 . 2 f b p o s i t i v e r e g u l a t o r f e e d b a c k p i n . t h i s p i n s e n s e s a p o s i t i v e o u t p u t v o l t a g e a n d i s r e f e r e n c e d t o 1 . 2 7 6 v . w h e n t h e v o l t a g e a t t h i s p i n f a l l s b e l o w 0 . 4 v , c h i p s w i t c h i n g f r e q u e n c y r e d u c e s t o 2 0 % o f t h e n o m i n a l f r e q u e n c y . 3 t e s t t h e s e p i n s a r e c o n n e c t e d t o i n t e r n a l t e s t l o g i c a n d s h o u l d e i t h e r b e l e f t f l o a t i n g o r t i e d t o g r o u n d . c o n n e c t i o n t o a v o l t a g e b e t w e e n 2 v a n d 6 v s h u t s d o w n t h e i n t e r n a l o s c i l l a t o r a n d l e a v e s t h e p o w e r s w i t c h r u n n i n g . 4 s s s y n c h r o n i z a t i o n a n d s h u t d o w n p i n . t h i s p i n m a y b e u s e d t o s y n c h r o n i z e t h e p a r t t o n e a r l y t w i c e t h e b a s e f r e q u e n c y . a t t l l o w w i l l s h u t t h e p a r t d o w n a n d p u t i t i n t o l o w c u r r e n t m o d e . i f s y n c h r o n i z a t i o n i s n o t u s e d , t h i s p i n s h o u l d b e e i t h e r t i e d h i g h o r l e f t f l o a t i n g f o r n o r m a l o p e r a t i o n . 5 v c c i n p u t p o w e r s u p p l y p i n . t h i s p i n s u p p l i e s p o w e r t o t h e p a r t a n d s h o u l d h a v e a b y p a s s c a p a c i t o r c o n n e c t e d t o a g n d . 6 a g n d a n a l o g g r o u n d . t h i s p i n p r o v i d e s a c l e a n g r o u n d f o r t h e c o n t r o l l e r c i r c u i t r y a n d s h o u l d n o t b e i n t h e p a t h o f l a r g e c u r r e n t s . t h e o u t p u t v o l t a g e s e n s i n g r e s i s t o r s s h o u l d b e c o n n e c t e d t o t h i s g r o u n d p i n . t h i s p i n i s c o n n e c t e d t o t h e i c s u b s t r a t e . 7 p g n d p o w e r g r o u n d . t h i s p i n i s t h e g r o u n d c o n n e c t i o n f o r t h e e m i t t e r o f t h e p o w e r s w i t c h i n g t r a n s i s t o r . c o n n e c t i o n t o a g o o d g r o u n d p l a n e i s e s s e n t i a l . 8 v s w h i g h c u r r e n t s w i t c h p i n . t h i s p i n c o n n e c t s i n t e r n a l l y t o t h e c o l l e c t o r o f t h e p o w e r s w i t c h . t h e o p e n v o l t a g e a c r o s s t h e p o w e r s w i t c h c a n b e a s h i g h a s 4 0 v . t o m i n i m i z e r a d i a t i o n , u s e a t r a c e a s s h o r t a s p r a c t i c a l .
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 5 p g n d v s w + ? + ? v c c s s f b a g n d p o s i t i v e e r r o r a m p p w m c o m p a r - a t o r r a m p s u m m e r s l o p e c o m p e n s a t i o n t h e r m a l s h u t d o w n 2 . 0 v r e g u l a t o r d e l a y t i m e r s y n c s h u t d o w n o s c i l l a t o r f r e q u e n c y s h i f t 5 : 1 s p w m l a t c h r q d r i v e r s w i t c h 6 3 m 0 . 4 v d e t e c t o r 1 . 2 7 6 v v c u 5 f i g u r e 2 . b l o c k d i a g r a m
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 6 t y p i c a l p e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c s 0 t e m p e r a t u r e ( q c ) f i g u r e 3 . i c c ( n o s w i t c h i n g ) v s . t e m p e r a t u r e c u r r e n t ( m a ) 7 . 2 7 . 0 6 . 8 6 . 6 6 . 4 6 . 2 6 . 0 5 . 8 v c c = 3 0 v 5 . 6 5 0 1 0 0 v c c = 1 2 v v c c = 2 . 7 v 0 t e m p e r a t u r e ( q c ) f i g u r e 4 . i c c / i v s w v s . t e m p e r a t u r e ( m a / a ) 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 5 0 1 0 0 v c c = 3 0 v v c c = 1 2 v v c c = 2 . 7 v i s w = 1 . 5 a 0 i s w ( m a ) f i g u r e 5 . v c e ( s a t ) v s . i s w v c e ( s a t ) ( m v ) 1 2 0 0 1 0 0 0 8 0 0 6 0 0 4 0 0 2 0 0 0 5 0 0 1 0 0 0 ? 4 0 q c 8 5 q c 2 5 q c t e m p e r a t u r e ( q c ) f i g u r e 6 . m i n i m u m i n p u t v o l t a g e v s . t e m p e r a t u r e v i n ( v ) 1 . 5 1 . 6 1 . 7 1 . 8 1 . 9 0 1 0 0 5 0 t e m p e r a t u r e ( q c ) f i g u r e 7 . s w i t c h i n g f r e q u e n c y v s . t e m p e r a t u r e ( n c v 5 1 7 1 ) f o s c ( k h z ) 2 5 5 2 6 0 2 6 5 2 7 0 2 7 5 0 1 0 0 5 0 2 8 0 2 8 5 0 v f b ( m v ) f o s c ( % o f t y p i c a l ) 1 0 0 7 5 5 0 2 5 3 5 0 v c c = ( 1 2 v ) 3 8 0 4 0 0 4 2 0 4 5 0 8 5 q c 2 5 q c ? 4 0 q c f i g u r e 8 . s w i t c h i n g f r e q u e n c y v s . t e m p e r a t u r e ( n c v 5 1 7 3 ) f i g u r e 9 . s w i t c h i n g f r e q u e n c y v s . v f b t e m p e r a t u r e ( q c ) f o s c ( k h z ) 5 4 0 5 4 5 5 5 0 5 5 5 5 6 0 0 1 0 0 5 0 5 6 5 5 7 0 5 3 5 5 3 0 5 2 5 5 2 0
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 7 t y p i c a l p e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c s t e m p e r a t u r e ( q c ) v o l t a g e ( v ) 1 . 2 6 8 1 . 2 7 0 1 . 2 7 2 1 . 2 7 4 1 . 2 7 6 0 1 0 0 5 0 1 . 2 7 8 1 . 2 8 0 v c c = 1 2 v v c c = 2 . 7 v v c c = 3 0 v t e m p e r a t u r e ( q c ) i f b ( a ) 0 . 0 8 0 . 1 0 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 1 0 0 5 0 0 . 1 8 0 . 2 0 f i g u r e 1 0 . r e f e r e n c e v o l t a g e v s . t e m p e r a t u r e f i g u r e 1 1 . i f b v s . t e m p e r a t u r e t e m p e r a t u r e ( q c ) c u r r e n t ( a ) 2 . 2 0 2 . 3 0 2 . 4 0 2 . 5 0 0 1 0 0 5 0 2 . 6 0 v c c = 1 2 v v c c = 3 0 v v c c = 2 . 7 v t e m p e r a t u r e ( q c ) d u t y c y c l e ( % ) 9 5 9 6 9 7 9 8 0 1 0 0 5 0 9 9 v c c = 3 0 v v c c = 2 . 7 v 9 4 9 3 v c c = 1 2 v f i g u r e 1 2 . c u r r e n t l i m i t v s . t e m p e r a t u r e f i g u r e 1 3 . m a x i m u m d u t y c y c l e v s . t e m p e r a t u r e t e m p e r a t u r e ( q c ) v o l t a g e ( v ) 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 0 5 0 1 . 0 1 . 1 0 . 4 t e m p e r a t u r e ( q c ) v o l t a g e ( v ) 0 . 7 0 . 9 1 . 1 1 . 3 0 1 0 0 5 0 1 . 5 1 . 7 v c h i g h c l a m p v o l t a g e v c t h r e s h o l d f i g u r e 1 4 . v c t h r e s h o l d a n d h i g h c l a m p v o l t a g e v s . t e m p e r a t u r e f i g u r e 1 5 . s h u t d o w n t h r e s h o l d v s . t e m p e r a t u r e
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 8 t y p i c a l p e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c s t e m p e r a t u r e ( q c ) d e l a y ( s ) 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 0 1 0 0 5 0 1 6 0 v c c = 1 2 v v c c = 3 0 v v c c = 2 . 7 v 6 0 4 0 v s s ( v ) i s s ( a ) 1 0 2 0 3 0 4 0 1 7 5 ? 4 0 q c 0 ? 1 0 8 5 q c 2 5 q c 3 9 f i g u r e 1 6 . s h u t d o w n d e l a y v s . t e m p e r a t u r e f i g u r e 1 7 . i s s v s . v s s v i n ( v ) i c c ( a ) 2 0 3 0 4 0 1 0 ? 4 0 q c 1 0 0 8 5 q c 2 5 q c t e m p e r a t u r e ( q c ) g m ( m h o ) 4 5 0 5 0 0 0 1 0 0 5 0 5 5 0 6 0 0 f i g u r e 1 8 . i c c v s . v i n d u r i n g s h u t d o w n f i g u r e 1 9 . e r r o r a m p l i f i e r t r a n s c o n d u c t a n c e v s . t e m p e r a t u r e v r e f ? v f b ( m v ) i o u t ( a ) 2 0 6 0 1 0 0 0 ? 2 0 ? 6 0 2 5 ? 2 5 ? 7 5 ? 1 2 5 ? 1 7 5 ? 2 5 5 t e m p e r a t u r e ( q c ) c u r r e n t ( a ) 2 . 6 0 1 0 0 5 0 2 . 5 2 . 4 2 . 3 2 . 2 2 . 1 2 . 0 f i g u r e 2 0 . e r r o r a m p l i f i e r i o u t v s . v f b f i g u r e 2 1 . s w i t c h l e a k a g e v s . t e m p e r a t u r e
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 9 a p p l i c a t i o n s i n f o r m a t i o n t h e o r y o f o p e r a t i o n c u r r e n t m o d e c o n t r o l + ? d r i v e r c o r l o a d v s w x 5 s u m m e r s l o p e c o m p e n s a t i o n v c o s c i l l a t o r d 1 v c c s r q i n o u t p w m c o m p a r - a t o r l 6 3 m f i g u r e 2 2 . c u r r e n t m o d e c o n t r o l s c h e m e p o w e r s w i t c h t h e n c v 5 1 7 1 / 7 3 b o o s t r e g u l a t o r i n c o r p o r a t e s a c u r r e n t m o d e c o n t r o l s c h e m e , i n w h i c h t h e p w m r a m p s i g n a l i s d e r i v e d f r o m t h e p o w e r s w i t c h c u r r e n t . t h i s r a m p s i g n a l i s c o m p a r e d t o t h e o u t p u t o f t h e e r r o r a m p l i f i e r t o c o n t r o l t h e o n ? t i m e o f t h e p o w e r s w i t c h . t h e o s c i l l a t o r i s u s e d a s a f i x e d ? f r e q u e n c y c l o c k t o e n s u r e a c o n s t a n t o p e r a t i o n a l f r e q u e n c y . t h e r e s u l t i n g c o n t r o l s c h e m e f e a t u r e s s e v e r a l a d v a n t a g e s o v e r c o n v e n t i o n a l v o l t a g e m o d e c o n t r o l . f i r s t , d e r i v e d d i r e c t l y f r o m t h e i n d u c t o r , t h e r a m p s i g n a l r e s p o n d s i m m e d i a t e l y t o l i n e v o l t a g e c h a n g e s . t h i s e l i m i n a t e s t h e d e l a y c a u s e d b y t h e o u t p u t f i l t e r a n d e r r o r a m p l i f i e r , w h i c h i s c o m m o n l y f o u n d i n v o l t a g e m o d e c o n t r o l l e r s . t h e s e c o n d b e n e f i t c o m e s f r o m i n h e r e n t p u l s e ? b y ? p u l s e c u r r e n t l i m i t i n g b y m e r e l y c l a m p i n g t h e p e a k s w i t c h i n g c u r r e n t . f i n a l l y , s i n c e c u r r e n t m o d e c o m m a n d s a n o u t p u t c u r r e n t r a t h e r t h a n v o l t a g e , t h e f i l t e r o f f e r s o n l y a s i n g l e p o l e t o t h e f e e d b a c k l o o p . t h i s a l l o w s b o t h a s i m p l e r c o m p e n s a t i o n a n d a h i g h e r g a i n ? b a n d w i d t h o v e r a c o m p a r a b l e v o l t a g e m o d e c i r c u i t . w i t h o u t d i s c r e d i t i n g i t s a p p a r e n t m e r i t s , c u r r e n t m o d e c o n t r o l c o m e s w i t h i t s o w n p e c u l i a r p r o b l e m s , m a i n l y , s u b h a r m o n i c o s c i l l a t i o n a t d u t y c y c l e s o v e r 5 0 % . n c v 5 1 7 1 / 7 3 s o l v e s t h i s p r o b l e m b y a d o p t i n g a s l o p e c o m p e n s a t i o n s c h e m e i n w h i c h a f i x e d r a m p g e n e r a t e d b y t h e o s c i l l a t o r i s a d d e d t o t h e c u r r e n t r a m p . a p r o p e r s l o p e r a t e i s p r o v i d e d t o i m p r o v e c i r c u i t s t a b i l i t y w i t h o u t s a c r i f i c i n g t h e a d v a n t a g e s o f c u r r e n t m o d e c o n t r o l . o s c i l l a t o r a n d s h u t d o w n f i g u r e 2 3 . t i m i n g d i a g r a m o f s y n c a n d s h u t d o w n v s w c u r r e n t r a m p s y n c t h e o s c i l l a t o r i s t r i m m e d t o g u a r a n t e e a n 1 8 % f r e q u e n c y a c c u r a c y . t h e o u t p u t o f t h e o s c i l l a t o r t u r n s o n t h e p o w e r s w i t c h a t a f r e q u e n c y o f 2 8 0 k h z ( n c v 5 1 7 1 ) o r 5 6 0 k h z ( n c v 5 1 7 3 ) a s s h o w n i n f i g u r e 2 2 . t h e p o w e r s w i t c h i s t u r n e d o f f b y t h e o u t p u t o f t h e p w m c o m p a r a t o r . a t t l ? c o m p a t i b l e s y n c i n p u t a t t h e s s p i n i s c a p a b l e o f s y n c i n g u p t o 1 . 8 t i m e s t h e b a s e o s c i l l a t o r f r e q u e n c y . a s s h o w n i n f i g u r e 2 3 , i n o r d e r t o s y n c t o a h i g h e r f r e q u e n c y , a p o s i t i v e t r a n s i t i o n t u r n s o n t h e p o w e r s w i t c h b e f o r e t h e o u t p u t o f t h e o s c i l l a t o r g o e s h i g h , t h e r e b y r e s e t t i n g t h e o s c i l l a t o r . t h e s y n c o p e r a t i o n a l l o w s m u l t i p l e p o w e r s u p p l i e s t o o p e r a t e a t t h e s a m e f r e q u e n c y . a s u s t a i n e d l o g i c l o w a t t h e s s p i n w i l l s h u t d o w n t h e i c a n d r e d u c e t h e s u p p l y c u r r e n t . a n a d d i t i o n a l f e a t u r e i n c l u d e s f r e q u e n c y s h i f t t o 2 0 % o f t h e n o m i n a l f r e q u e n c y w h e n t h e f b p i n t r i g g e r s t h e t h r e s h o l d . d u r i n g p o w e r u p , o v e r l o a d , o r s h o r t c i r c u i t c o n d i t i o n s , t h e m i n i m u m s w i t c h o n ? t i m e i s l i m i t e d b y t h e p w m c o m p a r a t o r m i n i m u m p u l s e w i d t h . e x t r a s w i t c h o f f ? t i m e r e d u c e s t h e m i n i m u m d u t y c y c l e t o p r o t e c t e x t e r n a l c o m p o n e n t s a n d t h e i c i t s e l f . a s p r e v i o u s l y m e n t i o n e d , t h i s b l o c k a l s o p r o d u c e s a r a m p f o r t h e s l o p e c o m p e n s a t i o n t o i m p r o v e r e g u l a t o r s t a b i l i t y . e r r o r a m p l i f i e r +? n c v 5 1 7 1 / 7 3 f i g u r e 2 4 . e r r o r a m p l i f i e r e q u i v a l e n t c i r c u i t 1 m p o s i t i v e e r r o r ? a m p 1 . 2 7 6 v f b v c c 1 r 1 5 k 0 . 0 1 f v o l t a g e c l a m p 1 2 0 p f t h e f b p i n i s d i r e c t l y c o n n e c t e d t o t h e i n v e r t i n g i n p u t o f t h e p o s i t i v e e r r o r a m p l i f i e r , w h o s e n o n ? i n v e r t i n g i n p u t i s f e d b y t h e 1 . 2 7 6 v r e f e r e n c e . i t i s a t r a n s c o n d u c t a n c e a m p l i f i e r w i t h a h i g h o u t p u t i m p e d a n c e o f a p p r o x i m a t e l y 1 m , a s s h o w n i n f i g u r e 2 4 . t h e v c p i n i s c o n n e c t e d t o t h e o u t p u t o f t h e e r r o r a m p l i f i e r s a n d i s i n t e r n a l l y c l a m p e d b e t w e e n 0 . 5 v a n d 1 . 7 v . a t y p i c a l c o n n e c t i o n a t t h e v c p i n i n c l u d e s a c a p a c i t o r i n s e r i e s w i t h a r e s i s t o r t o g r o u n d , f o r m i n g a p o l e / z e r o f o r l o o p c o m p e n s a t i o n . a n e x t e r n a l s h u n t c a n b e c o n n e c t e d b e t w e e n t h e v c p i n a n d g r o u n d t o r e d u c e i t s c l a m p v o l t a g e . c o n s e q u e n t l y , t h e c u r r e n t l i m i t o f t h e i n t e r n a l p o w e r t r a n s i s t o r c u r r e n t i s r e d u c e d f r o m i t s n o m i n a l v a l u e .
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 0 s w i t c h d r i v e r a n d p o w e r s w i t c h t h e s w i t c h d r i v e r r e c e i v e s a c o n t r o l s i g n a l f r o m t h e l o g i c s e c t i o n t o d r i v e t h e o u t p u t p o w e r s w i t c h . t h e s w i t c h i s g r o u n d e d t h r o u g h e m i t t e r r e s i s t o r s ( 6 3 m t o t a l ) t o t h e p g n d p i n . p g n d i s n o t c o n n e c t e d t o t h e i c s u b s t r a t e s o t h a t s w i t c h i n g n o i s e c a n b e i s o l a t e d f r o m t h e a n a l o g g r o u n d . t h e p e a k s w i t c h i n g c u r r e n t i s c l a m p e d b y a n i n t e r n a l c i r c u i t . t h e c l a m p c u r r e n t i s g u a r a n t e e d t o b e g r e a t e r t h a n 1 . 5 a a n d v a r i e s w i t h d u t y c y c l e d u e t o s l o p e c o m p e n s a t i o n . t h e p o w e r s w i t c h c a n w i t h s t a n d a m a x i m u m v o l t a g e o f 4 0 v o n t h e c o l l e c t o r ( v s w p i n ) . t h e s a t u r a t i o n v o l t a g e o f t h e s w i t c h i s t y p i c a l l y l e s s t h a n 1 v t o m i n i m i z e p o w e r d i s s i p a t i o n . s h o r t c i r c u i t c o n d i t i o n w h e n a s h o r t c i r c u i t c o n d i t i o n h a p p e n s i n a b o o s t c i r c u i t , t h e i n d u c t o r c u r r e n t w i l l i n c r e a s e d u r i n g t h e w h o l e s w i t c h i n g c y c l e , c a u s i n g e x c e s s i v e c u r r e n t t o b e d r a w n f r o m t h e i n p u t p o w e r s u p p l y . s i n c e c o n t r o l i c s d o n ? t h a v e t h e m e a n s t o l i m i t l o a d c u r r e n t , a n e x t e r n a l c u r r e n t l i m i t c i r c u i t ( s u c h a s a f u s e o r r e l a y ) h a s t o b e i m p l e m e n t e d t o p r o t e c t t h e l o a d , p o w e r s u p p l y a n d i c s . i n o t h e r t o p o l o g i e s , t h e f r e q u e n c y s h i f t b u i l t i n t o t h e i c p r e v e n t s d a m a g e t o t h e c h i p a n d e x t e r n a l c o m p o n e n t s . t h i s f e a t u r e r e d u c e s t h e m i n i m u m d u t y c y c l e a n d a l l o w s t h e t r a n s f o r m e r s e c o n d a r y t o a b s o r b e x c e s s e n e r g y b e f o r e t h e s w i t c h t u r n s b a c k o n . f i g u r e 2 5 . s t a r t u p w a v e f o r m s o f c i r c u i t s h o w n i n t h e a p p l i c a t i o n d i a g r a m . l o a d = 4 0 0 m a . i l v o u t v c v c c t h e n c v 5 1 7 1 / 7 3 c a n b e a c t i v a t e d b y e i t h e r c o n n e c t i n g t h e v c c p i n t o a v o l t a g e s o u r c e o r b y e n a b l i n g t h e s s p i n . s t a r t u p w a v e f o r m s s h o w n i n f i g u r e 2 5 a r e m e a s u r e d i n t h e b o o s t c o n v e r t e r d e m o n s t r a t e d i n t h e a p p l i c a t i o n d i a g r a m o n t h e p a g e 2 o f t h i s d o c u m e n t . r e c o r d e d a f t e r t h e i n p u t v o l t a g e i s t u r n e d o n , t h i s w a v e f o r m s h o w s t h e v a r i o u s p h a s e s d u r i n g t h e p o w e r u p t r a n s i t i o n . w h e n t h e v c c v o l t a g e i s b e l o w t h e m i n i m u m s u p p l y v o l t a g e , t h e v s w p i n i s i n h i g h i m p e d a n c e . t h e r e f o r e , c u r r e n t c o n d u c t s d i r e c t l y f r o m t h e i n p u t p o w e r s o u r c e t o t h e o u t p u t t h r o u g h t h e i n d u c t o r a n d d i o d e . o n c e v c c r e a c h e s a p p r o x i m a t e l y 1 . 5 v , t h e i n t e r n a l p o w e r s w i t c h b r i e f l y t u r n s o n . t h i s i s a p a r t o f t h e n c v 5 1 7 1 / 7 3 ? s n o r m a l o p e r a t i o n . t h e t u r n ? o n o f t h e p o w e r s w i t c h a c c o u n t s f o r t h e i n i t i a l c u r r e n t s w i n g . w h e n t h e v c p i n v o l t a g e r i s e s a b o v e t h e t h r e s h o l d , t h e i n t e r n a l p o w e r s w i t c h s t a r t s t o s w i t c h a n d a v o l t a g e p u l s e c a n b e s e e n a t t h e v s w p i n . d e t e c t i n g a l o w o u t p u t v o l t a g e a t t h e f b p i n , t h e b u i l t ? i n f r e q u e n c y s h i f t f e a t u r e r e d u c e s t h e s w i t c h i n g f r e q u e n c y t o a f r a c t i o n o f i t s n o m i n a l v a l u e , r e d u c i n g t h e m i n i m u m d u t y c y c l e , w h i c h i s o t h e r w i s e l i m i t e d b y t h e m i n i m u m o n ? t i m e o f t h e s w i t c h . t h e p e a k c u r r e n t d u r i n g t h i s p h a s e i s c l a m p e d b y t h e i n t e r n a l c u r r e n t l i m i t . w h e n t h e f b p i n v o l t a g e r i s e s a b o v e 0 . 4 v , t h e f r e q u e n c y i n c r e a s e s t o i t s n o m i n a l v a l u e , a n d t h e p e a k c u r r e n t b e g i n s t o d e c r e a s e a s t h e o u t p u t a p p r o a c h e s t h e r e g u l a t i o n v o l t a g e . t h e o v e r s h o o t o f t h e o u t p u t v o l t a g e i s p r e v e n t e d b y t h e a c t i v e p u l l ? o n , b y w h i c h t h e s i n k c u r r e n t o f t h e e r r o r a m p l i f i e r i s i n c r e a s e d o n c e a n o v e r v o l t a g e c o n d i t i o n i s d e t e c t e d . t h e o v e r v o l t a g e c o n d i t i o n i s d e f i n e d a s w h e n t h e f b p i n v o l t a g e i s 5 0 m v g r e a t e r t h a n t h e r e f e r e n c e v o l t a g e . c o m p o n e n t s e l e c t i o n f r e q u e n c y c o m p e n s a t i o n t h e g o a l o f f r e q u e n c y c o m p e n s a t i o n i s t o a c h i e v e d e s i r a b l e t r a n s i e n t r e s p o n s e a n d d c r e g u l a t i o n w h i l e e n s u r i n g t h e s t a b i l i t y o f t h e s y s t e m . a t y p i c a l c o m p e n s a t i o n n e t w o r k , a s s h o w n i n f i g u r e 2 6 , p r o v i d e s a f r e q u e n c y r e s p o n s e o f t w o p o l e s a n d o n e z e r o . t h i s f r e q u e n c y r e s p o n s e i s f u r t h e r i l l u s t r a t e d i n t h e b o d e p l o t s h o w n i n f i g u r e 2 7 . n c v 5 1 7 1 / 7 3 f i g u r e 2 6 . a t y p i c a l c o m p e n s a t i o n n e t w o r k v c g n d c 1 r 1 c 2 t h e h i g h d c g a i n i n f i g u r e 2 7 i s d e s i r a b l e f o r a c h i e v i n g d c a c c u r a c y o v e r l i n e a n d l o a d v a r i a t i o n s . t h e d c g a i n o f a t r a n s c o n d u c t a n c e e r r o r a m p l i f i e r c a n b e c a l c u l a t e d a s f o l l o w s : g a i n d c g m r o w h e r e : g m = e r r o r a m p l i f i e r t r a n s c o n d u c t a n c e ; r o = e r r o r a m p l i f i e r o u t p u t r e s i s t a n c e | 1 m . t h e l o w f r e q u e n c y p o l e , f p 1 , i s d e t e r m i n e d b y t h e e r r o r a m p l i f i e r o u t p u t r e s i s t a n c e a n d c 1 a s : f p 1 1 2 c 1 r o
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 1 t h e f i r s t z e r o g e n e r a t e d b y c 1 a n d r 1 i s : f z 1 1 2 c 1 r 1 t h e p h a s e l e a d p r o v i d e d b y t h i s z e r o e n s u r e s t h a t t h e l o o p h a s a t l e a s t a 4 5 q p h a s e m a r g i n a t t h e c r o s s o v e r f r e q u e n c y . t h e r e f o r e , t h i s z e r o s h o u l d b e p l a c e d c l o s e t o t h e p o l e g e n e r a t e d i n t h e p o w e r s t a g e w h i c h c a n b e i d e n t i f i e d a t f r e q u e n c y : f p 1 2 c o r l o a d w h e r e : c o = e q u i v a l e n t o u t p u t c a p a c i t a n c e o f t h e e r r o r a m p l i f i e r | 1 2 0 p f ; r l o a d = l o a d r e s i s t a n c e . t h e h i g h f r e q u e n c y p o l e , f p 2 , c a n b e p l a c e d a t t h e o u t p u t f i l t e r ? s e s r z e r o o r a t h a l f t h e s w i t c h i n g f r e q u e n c y . p l a c i n g t h e p o l e a t t h i s f r e q u e n c y w i l l c u t d o w n o n s w i t c h i n g n o i s e . t h e f r e q u e n c y o f t h i s p o l e i s d e t e r m i n e d b y t h e v a l u e o f c 2 a n d r 1 : f p 2 1 2 c 2 r 1 o n e s i m p l e m e t h o d t o e n s u r e a d e q u a t e p h a s e m a r g i n i s t o d e s i g n t h e f r e q u e n c y r e s p o n s e w i t h a ? 2 0 d b p e r d e c a d e s l o p e , u n t i l u n i t y ? g a i n c r o s s o v e r . t h e c r o s s o v e r f r e q u e n c y s h o u l d b e s e l e c t e d a t t h e m i d p o i n t b e t w e e n f z 1 a n d f p 2 w h e r e t h e p h a s e m a r g i n i s m a x i m i z e d . f i g u r e 2 7 . b o d e p l o t o f t h e c o m p e n s a t i o n n e t w o r k s h o w n i n f i g u r e 2 6 f r e q u e n c y ( l o g ) f p 1 g a i n ( d b ) d c g a i n f z 1 f p 2 v s w v o l t a g e l i m i t i n t h e b o o s t t o p o l o g y , v s w p i n m a x i m u m v o l t a g e i s s e t b y t h e m a x i m u m o u t p u t v o l t a g e p l u s t h e o u t p u t d i o d e f o r w a r d v o l t a g e . t h e d i o d e f o r w a r d v o l t a g e i s t y p i c a l l y 0 . 5 v f o r s c h o t t k y d i o d e s a n d 0 . 8 v f o r u l t r a f a s t r e c o v e r y d i o d e s v s w ( m a x ) v o u t ( m a x ) v f w h e r e : v f = o u t p u t d i o d e f o r w a r d v o l t a g e . i n t h e f l y b a c k t o p o l o g y , p e a k v s w v o l t a g e i s g o v e r n e d b y : v s w ( m a x ) v c c ( m a x ) ( v o u t v f ) n w h e r e : n = t r a n s f o r m e r t u r n s r a t i o , p r i m a r y o v e r s e c o n d a r y . w h e n t h e p o w e r s w i t c h t u r n s o f f , t h e r e e x i s t s a v o l t a g e s p i k e s u p e r i m p o s e d o n t o p o f t h e s t e a d y ? s t a t e v o l t a g e . u s u a l l y t h i s v o l t a g e s p i k e i s c a u s e d b y t r a n s f o r m e r l e a k a g e i n d u c t a n c e c h a r g i n g s t r a y c a p a c i t a n c e b e t w e e n t h e v s w a n d p g n d p i n s . t o p r e v e n t t h e v o l t a g e a t t h e v s w p i n f r o m e x c e e d i n g t h e m a x i m u m r a t i n g , a t r a n s i e n t v o l t a g e s u p p r e s s o r i n s e r i e s w i t h a d i o d e i s p a r a l l e l e d w i t h t h e p r i m a r y w i n d i n g s . a n o t h e r m e t h o d o f c l a m p i n g s w i t c h v o l t a g e i s t o c o n n e c t a t r a n s i e n t v o l t a g e s u p p r e s s o r b e t w e e n t h e v s w p i n a n d g r o u n d . m a g n e t i c c o m p o n e n t s e l e c t i o n w h e n c h o o s i n g a m a g n e t i c c o m p o n e n t , o n e m u s t c o n s i d e r f a c t o r s s u c h a s p e a k c u r r e n t , c o r e a n d f e r r i t e m a t e r i a l , o u t p u t v o l t a g e r i p p l e , e m i , t e m p e r a t u r e r a n g e , p h y s i c a l s i z e a n d c o s t . i n b o o s t c i r c u i t s , t h e a v e r a g e i n d u c t o r c u r r e n t i s t h e p r o d u c t o f o u t p u t c u r r e n t a n d v o l t a g e g a i n ( v o u t / v c c ) , a s s u m i n g 1 0 0 % e n e r g y t r a n s f e r e f f i c i e n c y . i n c o n t i n u o u s c o n d u c t i o n m o d e , i n d u c t o r r i p p l e c u r r e n t i s i r i p p l e v c c ( v o u t v c c ) ( f ) ( l ) ( v o u t ) w h e r e : f = 2 8 0 k h z ( n c v 5 1 7 1 ) o r 5 6 0 k h z ( n c v 5 1 7 3 ) . t h e p e a k i n d u c t o r c u r r e n t i s e q u a l t o a v e r a g e c u r r e n t p l u s h a l f o f t h e r i p p l e c u r r e n t , w h i c h s h o u l d n o t c a u s e i n d u c t o r s a t u r a t i o n . t h e a b o v e e q u a t i o n c a n a l s o b e r e f e r e n c e d w h e n s e l e c t i n g t h e v a l u e o f t h e i n d u c t o r b a s e d o n t h e t o l e r a n c e o f t h e r i p p l e c u r r e n t i n t h e c i r c u i t s . s m a l l r i p p l e c u r r e n t p r o v i d e s t h e b e n e f i t s o f s m a l l i n p u t c a p a c i t o r s a n d g r e a t e r o u t p u t c u r r e n t c a p a b i l i t y . a c o r e g e o m e t r y l i k e a r o d o r b a r r e l i s p r o n e t o g e n e r a t i n g h i g h m a g n e t i c f i e l d r a d i a t i o n , b u t i s r e l a t i v e l y c h e a p a n d s m a l l . o t h e r c o r e g e o m e t r i e s , s u c h a s t o r o i d s , p r o v i d e a c l o s e d m a g n e t i c l o o p t o p r e v e n t e m i . i n p u t c a p a c i t o r s e l e c t i o n i n b o o s t c i r c u i t s , t h e i n d u c t o r b e c o m e s p a r t o f t h e i n p u t f i l t e r , a s s h o w n i n f i g u r e 2 9 . i n c o n t i n u o u s m o d e , t h e i n p u t c u r r e n t w a v e f o r m i s t r i a n g u l a r a n d d o e s n o t c o n t a i n a l a r g e p u l s e d c u r r e n t , a s s h o w n i n f i g u r e 2 8 . t h i s r e d u c e s t h e r e q u i r e m e n t s i m p o s e d o n t h e i n p u t c a p a c i t o r s e l e c t i o n . d u r i n g c o n t i n u o u s c o n d u c t i o n m o d e , t h e p e a k t o p e a k i n d u c t o r r i p p l e c u r r e n t i s g i v e n i n t h e p r e v i o u s s e c t i o n . a s w e c a n s e e f r o m f i g u r e 2 8 , t h e p r o d u c t o f t h e i n d u c t o r c u r r e n t r i p p l e a n d t h e i n p u t c a p a c i t o r ? s e f f e c t i v e s e r i e s r e s i s t a n c e ( e s r ) d e t e r m i n e t h e v c c r i p p l e . i n m o s t a p p l i c a t i o n s , i n p u t c a p a c i t o r s i n t h e r a n g e o f 1 0 f t o 1 0 0 f w i t h a n e s r l e s s t h a n 0 . 3 w o r k w e l l u p t o a f u l l 1 . 5 a s w i t c h c u r r e n t .
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 2 v c c r i p p l e f i g u r e 2 8 . b o o s t i n p u t v o l t a g e a n d c u r r e n t r i p p l e w a v e f o r m s i i n i l + ? f i g u r e 2 9 . b o o s t c i r c u i t e f f e c t i v e i n p u t f i l t e r v c c c i n r e s r i l i i n t h e s i t u a t i o n i s d i f f e r e n t i n a f l y b a c k c i r c u i t . t h e i n p u t c u r r e n t i s d i s c o n t i n u o u s a n d a s i g n i f i c a n t p u l s e d c u r r e n t i s s e e n b y t h e i n p u t c a p a c i t o r s . t h e r e f o r e , t h e r e a r e t w o r e q u i r e m e n t s f o r c a p a c i t o r s i n a f l y b a c k r e g u l a t o r : e n e r g y s t o r a g e a n d f i l t e r i n g . t o m a i n t a i n a s t a b l e v o l t a g e s u p p l y t o t h e c h i p , a s t o r a g e c a p a c i t o r l a r g e r t h a n 2 0 f w i t h l o w e s r i s r e q u i r e d . t o r e d u c e t h e n o i s e g e n e r a t e d b y t h e i n d u c t o r , i n s e r t a 1 . 0 f c e r a m i c c a p a c i t o r b e t w e e n v c c a n d g r o u n d a s c l o s e a s p o s s i b l e t o t h e c h i p . o u t p u t c a p a c i t o r s e l e c t i o n f i g u r e 3 0 . t y p i c a l o u t p u t v o l t a g e r i p p l e v o u t r i p p l e i l b y e x a m i n i n g t h e w a v e f o r m s s h o w n i n f i g u r e 3 0 , w e c a n s e e t h a t t h e o u t p u t v o l t a g e r i p p l e c o m e s f r o m t w o m a j o r s o u r c e s , n a m e l y c a p a c i t o r e s r a n d t h e c h a r g i n g / d i s c h a r g i n g o f t h e o u t p u t c a p a c i t o r . i n b o o s t c i r c u i t s , w h e n t h e p o w e r s w i t c h t u r n s o f f , i l f l o w s i n t o t h e o u t p u t c a p a c i t o r c a u s i n g a n i n s t a n t v = i i n u e s r . a t t h e s a m e t i m e , c u r r e n t i l ? i o u t c h a r g e s t h e c a p a c i t o r a n d i n c r e a s e s t h e o u t p u t v o l t a g e g r a d u a l l y . w h e n t h e p o w e r s w i t c h i s t u r n e d o n , i l i s s h u n t e d t o g r o u n d a n d i o u t d i s c h a r g e s t h e o u t p u t c a p a c i t o r . w h e n t h e i l r i p p l e i s s m a l l e n o u g h , i l c a n b e t r e a t e d a s a c o n s t a n t a n d i s e q u a l t o i n p u t c u r r e n t i i n . s u m m i n g u p , t h e o u t p u t v o l t a g e p e a k ? p e a k r i p p l e c a n b e c a l c u l a t e d b y : v o u t ( r i p p l e ) ( i i n i o u t ) ( 1 d ) ( c o u t ) ( f ) i o u t d ( c o u t ) ( f ) i i n e s r t h e e q u a t i o n c a n b e e x p r e s s e d m o r e c o n v e n i e n t l y i n t e r m s o f v c c , v o u t a n d i o u t f o r d e s i g n p u r p o s e s a s f o l l o w s : v o u t ( r i p p l e ) i o u t ( v o u t v c c ) ( c o u t ) ( f ) 1 ( c o u t ) ( f ) ( i o u t ) ( v o u t ) ( e s r ) v c c t h e c a p a c i t o r r m s r i p p l e c u r r e n t i s : i r i p p l e ( i i n i o u t ) 2 ( 1 d ) ( i o u t ) 2 ( d ) i o u t v o u t v c c v c c a l t h o u g h t h e a b o v e e q u a t i o n s a p p l y o n l y f o r b o o s t c i r c u i t s , s i m i l a r e q u a t i o n s c a n b e d e r i v e d f o r f l y b a c k c i r c u i t s .
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 3 r e d u c i n g t h e c u r r e n t l i m i t i n s o m e a p p l i c a t i o n s , t h e d e s i g n e r m a y p r e f e r a l o w e r l i m i t o n t h e s w i t c h c u r r e n t t h a n 1 . 5 a . a n e x t e r n a l s h u n t c a n b e c o n n e c t e d b e t w e e n t h e v c p i n a n d g r o u n d t o r e d u c e i t s c l a m p v o l t a g e . c o n s e q u e n t l y , t h e c u r r e n t l i m i t o f t h e i n t e r n a l p o w e r t r a n s i s t o r c u r r e n t i s r e d u c e d f r o m i t s n o m i n a l v a l u e . t h e v o l t a g e o n t h e v c p i n c a n b e e v a l u a t e d w i t h t h e e q u a t i o n v c i s w r e a v w h e r e : r e = 0 . 0 6 3 , t h e v a l u e o f t h e i n t e r n a l e m i t t e r r e s i s t o r ; a v = 5 v / v , t h e g a i n o f t h e c u r r e n t s e n s e a m p l i f i e r . s i n c e r e a n d a v c a n n o t b e c h a n g e d b y t h e e n d u s e r , t h e o n l y a v a i l a b l e m e t h o d f o r l i m i t i n g s w i t c h c u r r e n t b e l o w 1 . 5 a i s t o c l a m p t h e v c p i n a t a l o w e r v o l t a g e . i f t h e m a x i m u m s w i t c h o r i n d u c t o r c u r r e n t i s s u b s t i t u t e d i n t o t h e e q u a t i o n a b o v e , t h e d e s i r e d c l a m p v o l t a g e w i l l r e s u l t . a s i m p l e d i o d e c l a m p , a s s h o w n i n f i g u r e 3 1 , c l a m p s t h e v c v o l t a g e t o a d i o d e d r o p a b o v e t h e v o l t a g e o n r e s i s t o r r 3 . u n f o r t u n a t e l y , s u c h a s i m p l e c i r c u i t i s n o t g e n e r a l l y a c c e p t a b l e i f v i n i s l o o s e l y r e g u l a t e d . f i g u r e 3 1 . c u r r e n t l i m i t i n g u s i n g a d i o d e c l a m p v c d 1 v c c r 1 v i n c 2 c 1 r 2 r 3 a n o t h e r s o l u t i o n t o t h e c u r r e n t l i m i t i n g p r o b l e m i s t o e x t e r n a l l y m e a s u r e t h e c u r r e n t t h r o u g h t h e s w i t c h u s i n g a s e n s e r e s i s t o r . s u c h a c i r c u i t i s i l l u s t r a t e d i n f i g u r e 3 2 . ?+ f i g u r e 3 2 . c u r r e n t l i m i t i n g u s i n g a c u r r e n t s e n s e r e s i s t o r v c r s e n s e q 1 v c c r 1 v i n c 2 c 1 r 2 c 3 o u t p u t g r o u n d p g n d a g n d t h e s w i t c h c u r r e n t i s l i m i t e d t o i s w i t c h ( p e a k ) v b e ( q 1 ) r s e n s e w h e r e : v b e ( q 1 ) = t h e b a s e ? e m i t t e r v o l t a g e d r o p o f q 1 , t y p i c a l l y 0 . 6 5 v . t h e i m p r o v e d c i r c u i t d o e s n o t r e q u i r e a r e g u l a t e d v o l t a g e t o o p e r a t e p r o p e r l y . u n f o r t u n a t e l y , a p r i c e m u s t b e p a i d f o r t h i s c o n v e n i e n c e i n t h e o v e r a l l e f f i c i e n c y o f t h e c i r c u i t . t h e d e s i g n e r s h o u l d n o t e t h a t t h e i n p u t a n d o u t p u t g r o u n d s a r e n o l o n g e r c o m m o n . a l s o , t h e a d d i t i o n o f t h e c u r r e n t s e n s e r e s i s t o r , r s e n s e , r e s u l t s i n a c o n s i d e r a b l e p o w e r l o s s w h i c h i n c r e a s e s w i t h t h e d u t y c y c l e . r e s i s t o r r 2 a n d c a p a c i t o r c 3 f o r m a l o w ? p a s s f i l t e r t o r e m o v e n o i s e .
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 4 s u b h a r m o n i c o s c i l l a t i o n s u b h a r m o n i c o s c i l l a t i o n ( s h m ) i s a p r o b l e m f o u n d i n c u r r e n t ? m o d e c o n t r o l s y s t e m s , w h e r e i n s t a b i l i t y r e s u l t s w h e n d u t y c y c l e e x c e e d s 5 0 % . s h m o n l y o c c u r s i n s w i t c h i n g r e g u l a t o r s w i t h a c o n t i n u o u s i n d u c t o r c u r r e n t . t h i s i n s t a b i l i t y i s n o t h a r m f u l t o t h e c o n v e r t e r a n d u s u a l l y d o e s n o t a f f e c t t h e o u t p u t v o l t a g e r e g u l a t i o n . s h m w i l l i n c r e a s e t h e r a d i a t e d e m n o i s e f r o m t h e c o n v e r t e r a n d c a n c a u s e , u n d e r c e r t a i n c i r c u m s t a n c e s , t h e i n d u c t o r t o e m i t h i g h ? f r e q u e n c y a u d i b l e n o i s e . s h m i s a n e a s i l y r e m e d i e d p r o b l e m . t h e r i s i n g s l o p e o f t h e i n d u c t o r c u r r e n t i s s u p p l e m e n t e d w i t h i n t e r n a l ? s l o p e c o m p e n s a t i o n ? t o p r e v e n t a n y d u t y c y c l e i n s t a b i l i t y f r o m c a r r y i n g t h r o u g h t o t h e n e x t s w i t c h i n g c y c l e . i n n c v 5 1 7 1 / 7 3 , t h e s l o p e c o m p e n s a t i o n i s a d d e d d u r i n g t h e e n t i r e s w i t c h o n ? t i m e , t y p i c a l l y i n t h e a m o u n t o f 1 8 0 m a / s . i n s o m e c a s e s , s h m c a n r e a r i t s u g l y h e a d d e s p i t e t h e p r e s e n c e o f t h e o n b o a r d s l o p e c o m p e n s a t i o n . t h e s i m p l e c u r e t o t h i s p r o b l e m i s m o r e s l o p e c o m p e n s a t i o n t o a v o i d t h e u n w a n t e d o s c i l l a t i o n . i n t h a t c a s e , a n e x t e r n a l c i r c u i t , s h o w n i n f i g u r e 3 3 , c a n b e a d d e d t o i n c r e a s e t h e a m o u n t o f s l o p e c o m p e n s a t i o n u s e d . t h i s c i r c u i t r e q u i r e s o n l y a f e w c o m p o n e n t s a n d i s ? t a c k e d o n ? t o t h e c o m p e n s a t i o n n e t w o r k . f i g u r e 3 3 . t e c h n i q u e f o r i n c r e a s i n g s l o p e c o m p e n s a t i o n v c r 1 c 2 c 1 r 2 r 3 v s w c 3 v s w t h e d a s h e d b o x c o n t a i n s t h e n o r m a l c o m p e n s a t i o n c i r c u i t r y t o l i m i t t h e b a n d w i d t h o f t h e e r r o r a m p l i f i e r . r e s i s t o r s r 2 a n d r 3 f o r m a v o l t a g e d i v i d e r o f f o f t h e v s w p i n . i n n o r m a l o p e r a t i o n , v s w l o o k s s i m i l a r t o a s q u a r e w a v e , a n d i s d e p e n d e n t o n t h e c o n v e r t e r t o p o l o g y . f o r m u l a s f o r c a l c u l a t i n g v s w i n t h e b o o s t a n d f l y b a c k t o p o l o g i e s a r e g i v e n i n t h e s e c t i o n ? v s w v o l t a g e l i m i t . ? t h e v o l t a g e o n v s w c h a r g e s c a p a c i t o r c 3 w h e n t h e s w i t c h i s o f f , c a u s i n g t h e v o l t a g e a t t h e v c p i n t o s h i f t u p w a r d s . w h e n t h e s w i t c h t u r n s o n , c 3 d i s c h a r g e s t h r o u g h r 3 , p r o d u c i n g a n e g a t i v e s l o p e a t t h e v c p i n . t h i s n e g a t i v e s l o p e p r o v i d e s t h e s l o p e c o m p e n s a t i o n . t h e a m o u n t o f s l o p e c o m p e n s a t i o n a d d e d b y t h i s c i r c u i t i s : i t v s w r 3 r 2 r 3 1 e ( 1 d ) r 3 c 3 f s w f s w ( 1 d ) r e a v w h e r e : i / t = t h e a m o u n t o f s l o p e c o m p e n s a t i o n a d d e d ( a / s ) ; v s w = t h e v o l t a g e a t t h e s w i t c h n o d e w h e n t h e t r a n s i s t o r i s t u r n e d o f f ( v ) ; f s w = t h e s w i t c h i n g f r e q u e n c y , t y p i c a l l y 2 8 0 k h z ( n c v 5 1 7 1 ) o r 5 6 0 k h z ( n c v 5 1 7 3 ) d = t h e d u t y c y c l e ; r e = 0 . 0 6 3 , t h e v a l u e o f t h e i n t e r n a l e m i t t e r r e s i s t o r ; a v = 5 v / v , t h e g a i n o f t h e c u r r e n t s e n s e a m p l i f i e r . i n s e l e c t i n g a p p r o p r i a t e v a l u e s f o r t h e s l o p e c o m p e n s a t i o n n e t w o r k , t h e d e s i g n e r i s a d v i s e d t o c h o o s e a c o n v e n i e n t c a p a c i t o r , t h e n s e l e c t v a l u e s f o r r 2 a n d r 3 s u c h t h a t t h e a m o u n t o f s l o p e c o m p e n s a t i o n a d d e d i s 1 0 0 m a / s . t h e n r 2 m a y b e i n c r e a s e d o r d e c r e a s e d a s n e c e s s a r y . o f c o u r s e , t h e s e r i e s c o m b i n a t i o n o f r 2 a n d r 3 s h o u l d b e l a r g e e n o u g h t o a v o i d d r a w i n g e x c e s s i v e c u r r e n t f r o m v s w . a d d i t i o n a l l y , t o e n s u r e t h a t t h e c o n t r o l l o o p s t a b i l i t y i s i m p r o v e d , t h e t i m e c o n s t a n t f o r m e d b y t h e a d d i t i o n a l c o m p o n e n t s s h o u l d b e c h o s e n s u c h t h a t r 3 c 3 1 d f s w f i n a l l y , i t i s w o r t h m e n t i o n i n g t h a t t h e a d d e d s l o p e c o m p e n s a t i o n i s a t r a d e o f f b e t w e e n d u t y c y c l e s t a b i l i t y a n d t r a n s i e n t r e s p o n s e . t h e m o r e s l o p e c o m p e n s a t i o n a d e s i g n e r a d d s , t h e s l o w e r t h e t r a n s i e n t r e s p o n s e w i l l b e , d u e t o t h e e x t e r n a l c i r c u i t r y i n t e r f e r i n g w i t h t h e p r o p e r o p e r a t i o n o f t h e e r r o r a m p l i f i e r . s o f t ? s t a r t t h r o u g h t h e a d d i t i o n o f a n e x t e r n a l c i r c u i t , a s o f t ? s t a r t f u n c t i o n c a n b e a d d e d t o t h e n c v 5 1 7 1 / 7 3 f a m i l y o f c o m p o n e n t s . s o f t ? s t a r t c i r c u i t r y p r e v e n t s t h e v c p i n f r o m s l a m m i n g h i g h d u r i n g s t a r t u p , t h e r e b y i n h i b i t i n g t h e i n d u c t o r c u r r e n t f r o m r i s i n g a t a h i g h s l o p e .
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 5 t h i s c i r c u i t , s h o w n i n f i g u r e 3 4 , r e q u i r e s a m i n i m u m n u m b e r o f c o m p o n e n t s a n d a l l o w s t h e s o f t ? s t a r t c i r c u i t r y t o a c t i v a t e a n y t i m e t h e s s p i n i s u s e d t o r e s t a r t t h e c o n v e r t e r . f i g u r e 3 4 . s o f t s t a r t v c r 1 c 2 c 1 d 2 d 1 v c c c 3 v i n s s s s r e s i s t o r r 1 a n d c a p a c i t o r s c 1 a n d c 2 f o r m t h e c o m p e n s a t i o n n e t w o r k . a t t u r n o n , t h e v o l t a g e a t t h e v c p i n s t a r t s t o c o m e u p , c h a r g i n g c a p a c i t o r c 3 t h r o u g h s c h o t t k y d i o d e d 2 , c l a m p i n g t h e v o l t a g e a t t h e v c p i n s u c h t h a t s w i t c h i n g b e g i n s w h e n v c r e a c h e s t h e v c t h r e s h o l d , t y p i c a l l y 1 . 0 5 v ( r e f e r t o g r a p h s f o r d e t a i l o v e r t e m p e r a t u r e ) . v c v f ( d 2 ) v c 3 t h e r e f o r e , c 3 s l o w s t h e s t a r t u p o f t h e c i r c u i t b y l i m i t i n g t h e v o l t a g e o n t h e v c p i n . t h e s o f t ? s t a r t t i m e i n c r e a s e s w i t h t h e s i z e o f c 3 . d i o d e d 1 d i s c h a r g e s c 3 w h e n s s i s l o w . i f t h e s h u t d o w n f u n c t i o n i s n o t u s e d w i t h t h i s p a r t , t h e c a t h o d e o f d 1 s h o u l d b e c o n n e c t e d t o v i n . c a l c u l a t i n g j u n c t i o n t e m p e r a t u r e t o e n s u r e s a f e o p e r a t i o n o f n c v 5 1 7 1 / 7 3 , t h e d e s i g n e r m u s t c a l c u l a t e t h e o n ? c h i p p o w e r d i s s i p a t i o n a n d d e t e r m i n e i t s e x p e c t e d j u n c t i o n t e m p e r a t u r e . i n t e r n a l t h e r m a l p r o t e c t i o n c i r c u i t r y w i l l t u r n t h e p a r t o f f o n c e t h e j u n c t i o n t e m p e r a t u r e e x c e e d s 1 8 0 q c r 3 0 q . h o w e v e r , r e p e a t e d o p e r a t i o n a t s u c h h i g h t e m p e r a t u r e s w i l l e n s u r e a r e d u c e d o p e r a t i n g l i f e . c a l c u l a t i o n o f t h e j u n c t i o n t e m p e r a t u r e i s a n i m p r e c i s e b u t s i m p l e t a s k . f i r s t , t h e p o w e r l o s s e s m u s t b e q u a n t i f i e d . t h e r e a r e t h r e e m a j o r s o u r c e s o f p o w e r l o s s o n t h e n c v 5 1 7 1 / 7 3 : x b i a s i n g o f i n t e r n a l c o n t r o l c i r c u i t r y , p b i a s x s w i t c h d r i v e r , p d r i v e r x s w i t c h s a t u r a t i o n , p s a t t h e i n t e r n a l c o n t r o l c i r c u i t r y , i n c l u d i n g t h e o s c i l l a t o r a n d l i n e a r r e g u l a t o r , r e q u i r e s a s m a l l a m o u n t o f p o w e r e v e n w h e n t h e s w i t c h i s t u r n e d o f f . t h e s p e c i f i c a t i o n s s e c t i o n o f t h i s d a t a s h e e t r e v e a l s t h a t t h e t y p i c a l o p e r a t i n g c u r r e n t , i q , d u e t o t h i s c i r c u i t r y i s 5 . 5 m a . a d d i t i o n a l g u i d a n c e c a n b e f o u n d i n t h e g r a p h o f o p e r a t i n g c u r r e n t v s . t e m p e r a t u r e . t h i s g r a p h s h o w s t h a t i q i s s t r o n g l y d e p e n d e n t o n i n p u t v o l t a g e , v i n , a n d t e m p e r a t u r e . t h e n p b i a s v i n i q s i n c e t h e o n b o a r d s w i t c h i s a n n p n t r a n s i s t o r , t h e b a s e d r i v e c u r r e n t m u s t b e f a c t o r e d i n a s w e l l . t h i s c u r r e n t i s d r a w n f r o m t h e v i n p i n , i n a d d i t i o n t o t h e c o n t r o l c i r c u i t r y c u r r e n t . t h e b a s e d r i v e c u r r e n t i s l i s t e d i n t h e s p e c i f i c a t i o n s a s i c c / i s w , o r s w i t c h t r a n s c o n d u c t a n c e . a s b e f o r e , t h e d e s i g n e r w i l l f i n d a d d i t i o n a l g u i d a n c e i n t h e g r a p h s . w i t h t h a t i n f o r m a t i o n , t h e d e s i g n e r c a n c a l c u l a t e p d r i v e r v i n i s w i c c i s w d w h e r e : i s w = t h e c u r r e n t t h r o u g h t h e s w i t c h ; d = t h e d u t y c y c l e o r p e r c e n t a g e o f s w i t c h o n ? t i m e . i s w a n d d a r e d e p e n d e n t o n t h e t y p e o f c o n v e r t e r . i n a b o o s t c o n v e r t e r , i s w ( a v g )
i l ( a v g ) d 1 e f f i c i e n c y d
v o u t v i n v o u t i n a f l y b a c k c o n v e r t e r , i s w ( a v g )
v o u t i l o a d v i n 1 e f f i c i e n c y 1 d d
v o u t v o u t n s n p v i n t h e s w i t c h s a t u r a t i o n v o l t a g e , v ( c e ) s a t , i s t h e l a s t m a j o r s o u r c e o f o n ? c h i p p o w e r l o s s . v ( c e ) s a t i s t h e c o l l e c t o r ? e m i t t e r v o l t a g e o f t h e i n t e r n a l n p n t r a n s i s t o r w h e n i t i s d r i v e n i n t o s a t u r a t i o n b y i t s b a s e d r i v e c u r r e n t . t h e v a l u e f o r v ( c e ) s a t c a n b e o b t a i n e d f r o m t h e s p e c i f i c a t i o n s o r f r o m t h e g r a p h s , a s ? s w i t c h s a t u r a t i o n v o l t a g e . ? t h u s , p s a t
v ( c e ) s a t i s w d f i n a l l y , t h e t o t a l o n ? c h i p p o w e r l o s s e s a r e p d p b i a s p d r i v e r p s a t p o w e r d i s s i p a t i o n i n a s e m i c o n d u c t o r d e v i c e r e s u l t s i n t h e g e n e r a t i o n o f h e a t i n t h e j u n c t i o n s a t t h e s u r f a c e o f t h e c h i p . t h i s h e a t i s t r a n s f e r r e d t o t h e s u r f a c e o f t h e i c p a c k a g e , b u t a t h e r m a l g r a d i e n t e x i s t s d u e t o t h e r e s i s t i v e p r o p e r t i e s o f t h e p a c k a g e m o l d i n g c o m p o u n d . t h e m a g n i t u d e o f t h e t h e r m a l g r a d i e n t i s e x p r e s s e d i n m a n u f a c t u r e r s ? d a t a s h e e t s a s j a , o r j u n c t i o n ? t o ? a m b i e n t t h e r m a l r e s i s t a n c e . t h e o n ? c h i p j u n c t i o n t e m p e r a t u r e c a n b e c a l c u l a t e d i f j a , t h e a i r t e m p e r a t u r e n e a r t h e s u r f a c e o f t h e i c , a n d t h e o n ? c h i p p o w e r d i s s i p a t i o n a r e k n o w n .
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 6 t j t a ( p d j a ) w h e r e : t j = i c o r f e t j u n c t i o n t e m p e r a t u r e ( q c ) ; t a = a m b i e n t t e m p e r a t u r e ( q c ) ; p d = p o w e r d i s s i p a t e d b y p a r t i n q u e s t i o n ( w ) ; j a = j u n c t i o n ? t o ? a m b i e n t t h e r m a l r e s i s t a n c e ( q c / w ) . f o r t h e n c v 5 1 7 1 / 7 3 , j a = 1 6 5 q c / w . o n c e t h e d e s i g n e r h a s c a l c u l a t e d t j , t h e q u e s t i o n o f w h e t h e r t h e n c v 5 1 7 1 / 7 3 c a n b e u s e d i n a n a p p l i c a t i o n i s s e t t l e d . i f t j e x c e e d s 1 5 0 q c , t h e a b s o l u t e m a x i m u m a l l o w a b l e j u n c t i o n t e m p e r a t u r e , t h e n c v 5 1 7 1 / 7 3 i s n o t s u i t a b l e f o r t h a t a p p l i c a t i o n . i f t j a p p r o a c h e s 1 5 0 q c , t h e d e s i g n e r s h o u l d c o n s i d e r p o s s i b l e m e a n s o f r e d u c i n g t h e j u n c t i o n t e m p e r a t u r e . p e r h a p s a n o t h e r c o n v e r t e r t o p o l o g y c o u l d b e s e l e c t e d t o r e d u c e t h e s w i t c h c u r r e n t . i n c r e a s i n g t h e a i r f l o w a c r o s s t h e s u r f a c e o f t h e c h i p m i g h t b e c o n s i d e r e d t o r e d u c e t a . c i r c u i t l a y o u t g u i d e l i n e s i n a n y s w i t c h i n g p o w e r s u p p l y , c i r c u i t l a y o u t i s v e r y i m p o r t a n t f o r p r o p e r o p e r a t i o n . r a p i d l y s w i t c h i n g c u r r e n t s c o m b i n e d w i t h t r a c e i n d u c t a n c e g e n e r a t e s v o l t a g e t r a n s i t i o n s t h a t c a n c a u s e p r o b l e m s . t h e r e f o r e t h e f o l l o w i n g g u i d e l i n e s s h o u l d b e f o l l o w e d i n t h e l a y o u t . 1 . i n b o o s t c i r c u i t s , h i g h a c c u r r e n t c i r c u l a t e s w i t h i n t h e l o o p c o m p o s e d o f t h e d i o d e , o u t p u t c a p a c i t o r , a n d o n ? c h i p p o w e r t r a n s i s t o r . t h e l e n g t h o f a s s o c i a t e d t r a c e s a n d l e a d s s h o u l d b e k e p t a s s h o r t a s p o s s i b l e . i n t h e f l y b a c k c i r c u i t , h i g h a c c u r r e n t l o o p s e x i s t o n b o t h s i d e s o f t h e t r a n s f o r m e r . o n t h e p r i m a r y s i d e , t h e l o o p c o n s i s t s o f t h e i n p u t c a p a c i t o r , t r a n s f o r m e r , a n d o n ? c h i p p o w e r t r a n s i s t o r , w h i l e t h e t r a n s f o r m e r , r e c t i f i e r d i o d e s , a n d o u t p u t c a p a c i t o r s f o r m a n o t h e r l o o p o n t h e s e c o n d a r y s i d e . j u s t a s i n t h e b o o s t c i r c u i t , a l l t r a c e s a n d l e a d s c o n t a i n i n g l a r g e a c c u r r e n t s s h o u l d b e k e p t s h o r t . 2 . s e p a r a t e t h e l o w c u r r e n t s i g n a l g r o u n d s f r o m t h e p o w e r g r o u n d s . u s e s i n g l e p o i n t g r o u n d i n g o r g r o u n d p l a n e c o n s t r u c t i o n f o r t h e b e s t r e s u l t s . 3 . l o c a t e t h e v o l t a g e f e e d b a c k r e s i s t o r s a s n e a r t h e i c a s p o s s i b l e t o k e e p t h e s e n s i t i v e f e e d b a c k w i r i n g s h o r t . c o n n e c t f e e d b a c k r e s i s t o r s t o t h e l o w c u r r e n t a n a l o g g r o u n d .
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 7 n c v 5 1 7 1 / 7 3 3 . 3 v i n v c ( 1 ) f b ( 2 ) 0 . 1 f v c c ( 5 ) a g n d ( 6 ) p g n d ( 7 ) v s w ( 8 ) 2 0 0 p f m b r s 1 2 0 t 3 2 2 f 2 2 h f i g u r e 3 5 . a d d i t i o n a l a p p l i c a t i o n d i a g r a m , 3 . 3 v i n p u t , 5 . 0 v / 4 0 0 m a o u t p u t b o o s t c o n v e r t e r 1 0 f g n d 5 . 0 k 3 . 6 k g n d 5 . 0 v o 1 . 3 k + + + n c v 5 1 7 1 / 7 3 + 1 2 v v c ( 1 ) f b ( 2 ) v c c ( 5 ) a g n d ( 6 ) p g n d ( 7 ) v s w ( 8 ) m b r s 1 4 0 t 3 2 2 f 4 7 f f i g u r e 3 6 . a d d i t i o n a l a p p l i c a t i o n d i a g r a m , 2 . 7 t o 1 3 v i n p u t , 1 2 v / 2 0 0 m a o u t p u t f l y b a c k c o n v e r t e r 1 . 0 f g n d 2 . 0 k 1 0 . 7 2 k g n d 1 . 2 8 k 4 7 f 4 7 n f 4 . 7 n f v c c ? 1 2 v t 1 1 : 2 p 6 k e ? 1 5 a 1 n 4 1 4 8 m b r s 1 4 0 t 3 n c v 5 1 7 1 / 7 3 v c ( 1 ) f b ( 2 ) v c c ( 5 ) a g n d ( 6 ) p g n d ( 7 ) v s w ( 8 ) 2 . 2 f f i g u r e 3 7 . a d d i t i o n a l a p p l i c a t i o n d i a g r a m , ? 9 . 0 v t o ? 2 8 v i n p u t , ? 5 . 0 v / 7 0 0 m a o u t p u t i n v e r t e d b u c k c o n v e r t e r 1 5 h g n d 3 0 0 g n d 5 . 0 k . 0 1 f 2 0 0 p f v i n ? 5 . 0 v o u t 1 . 1 k 2 2 f l o w e s r
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 8 n c v 5 1 7 1 / 7 3 + + v c ( 1 ) f b ( 2 ) v c c ( 5 ) a g n d ( 6 ) p g n d ( 7 ) v s w ( 8 ) 2 2 f f i g u r e 3 8 . a d d i t i o n a l a p p l i c a t i o n d i a g r a m , 2 . 7 v t o 2 8 v i n p u t , 5 . 0 v o u t p u t s e p i c c o n v e r t e r g n d 1 2 . 7 6 k g n d 5 . 0 k . 0 1 f 2 0 0 p f v c c 2 2 h l o w e s r 2 2 f 2 2 h 2 2 f 3 7 . 2 4 k 5 . 0 v n c v 5 1 7 1 / 7 3 v c f b a g n d p g n d v s w f i g u r e 3 9 . a d d i t i o n a l a p p l i c a t i o n d i a g r a m , 4 . 0 v i n p u t , 1 0 0 v / 1 0 m a o u t p u t b o o s t c o n v e r t e r w i t h o u t p u t v o l t a g e m u l t i p l i e r g n d g n d . 0 1 v c c 4 . 0 v t e s t s s 12 3 4 87 6 5 c 1 1 r 1 r 2 r 3 c 1 0 . 1 c 8 c 9 c 1 c 2 c 3 c 4 c 5 c 6 c 7 . 1 . 1 . 1 . 1 5 0 v 5 0 v 5 0 v 5 0 v . 1 5 0 v . 1 5 0 v . 1 5 0 v d 1 d 1 d 1 d 1 d 1 d 1 d 1 1 n 4 1 4 8 1 n 4 1 4 8 1 n 4 1 4 8 1 n 4 1 4 8 1 n 4 1 4 8 1 n 4 1 4 8 1 n 4 1 4 8 9 9 . 7 5 5 k / 0 . 1 w , 1 % 1 . 2 4 5 k / 0 . 1 w , 1 % 2 . 0 k . 1 1 0 1 0 0 v o + + + n c v 5 1 7 1 / 7 3 v c f b v c c a g n d p g n d v s w f i g u r e 4 0 . a d d i t i o n a l a p p l i c a t i o n d i a g r a m , 5 . 0 v i n p u t , r 1 2 v o u t p u t d u a l b o o s t c o n v e r t e r g n d g n d 0 . 0 1 f 2 0 0 p f 2 2 f 1 5 h 2 2 f 1 . 2 8 k 5 . 0 k s s t e s t 12 3 4 5 6 7 8 + 5 . 0 v s s c 6 c 1 r 1 r 2 r 3 1 0 . 7 2 k c 5 2 2 f c 3 d 3 d 2 l 1 d 1 ? 1 2 v + 1 2 v c 4 0 . 1 f
n c v 5 1 7 1 , n c v 5 1 7 3 h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 9 p a c k a g e d i m e n s i o n s s o i c ? 8 n b c a s e 7 5 1 ? 0 7 i s s u e a j s e a t i n g p l a n e 1 4 5 8 n j x 4 5 k n o t e s : 1 . d i m e n s i o n i n g a n d t o l e r a n c i n g p e r a n s i y 1 4 . 5 m , 1 9 8 2 . 2 . c o n t r o l l i n g d i m e n s i o n : m i l l i m e t e r . 3 . d i m e n s i o n a a n d b d o n o t i n c l u d e m o l d p r o t r u s i o n . 4 . m a x i m u m m o l d p r o t r u s i o n 0 . 1 5 ( 0 . 0 0 6 ) p e r s i d e . 5 . d i m e n s i o n d d o e s n o t i n c l u d e d a m b a r p r o t r u s i o n . a l l o w a b l e d a m b a r p r o t r u s i o n s h a l l b e 0 . 1 2 7 ( 0 . 0 0 5 ) t o t a l i n e x c e s s o f t h e d d i m e n s i o n a t m a x i m u m m a t e r i a l c o n d i t i o n . 6 . 7 5 1 ? 0 1 t h r u 7 5 1 ? 0 6 a r e o b s o l e t e . n e w s t a n d a r d i s 7 5 1 ? 0 7 . a b s d h c 0 . 1 0 ( 0 . 0 0 4 ) d i m a m i n m a x m i n m a x i n c h e s 4 . 8 0 5 . 0 0 0 . 1 8 9 0 . 1 9 7 m i l l i m e t e r s b 3 . 8 0 4 . 0 0 0 . 1 5 0 0 . 1 5 7 c 1 . 3 5 1 . 7 5 0 . 0 5 3 0 . 0 6 9 d 0 . 3 3 0 . 5 1 0 . 0 1 3 0 . 0 2 0 g 1 . 2 7 b s c 0 . 0 5 0 b s c h 0 . 1 0 0 . 2 5 0 . 0 0 4 0 . 0 1 0 j 0 . 1 9 0 . 2 5 0 . 0 0 7 0 . 0 1 0 k 0 . 4 0 1 . 2 7 0 . 0 1 6 0 . 0 5 0 m 0 8 0 8 n 0 . 2 5 0 . 5 0 0 . 0 1 0 0 . 0 2 0 s 5 . 8 0 6 . 2 0 0 . 2 2 8 0 . 2 4 4 ? x ? ? y ? g m y m 0 . 2 5 ( 0 . 0 1 0 ) ? z ? y m 0 . 2 5 ( 0 . 0 1 0 ) z s x s m 1 . 5 2 0 . 0 6 0 7 . 0 0 . 2 7 5 0 . 6 0 . 0 2 4 1 . 2 7 0 0 . 0 5 0 4 . 0 0 . 1 5 5 m m i n c h e s s c a l e 6 : 1 * f o r a d d i t i o n a l i n f o r m a t i o n o n o u r p b ? f r e e s t r a t e g y a n d s o l d e r i n g d e t a i l s , p l e a s e d o w n l o a d t h e o n s e m i c o n d u c t o r s o l d e r i n g a n d m o u n t i n g t e c h n i q u e s r e f e r e n c e m a n u a l , s o l d e r r m / d . s o l d e r i n g f o o t p r i n t * o n s e m i c o n d u c t o r a n d a r e r e g i s t e r e d t r a d e m a r k s o f s e m i c o n d u c t o r c o m p o n e n t s i n d u s t r i e s , l l c ( s c i l l c ) . s c i l l c r e s e r v e s t h e r i g h t t o m a k e c h a n g e s w i t h o u t f u r t h e r n o t i c e t o a n y p r o d u c t s h e r e i n . s c i l l c m a k e s n o w a r r a n t y , r e p r e s e n t a t i o n o r g u a r a n t e e r e g a r d i n g t h e s u i t a b i l i t y o f i t s p r o d u c t s f o r a n y p a r t i c u l a r p u r p o s e , n o r d o e s s c i l l c a s s u m e a n y l i a b i l i t y a r i s i n g o u t o f t h e a p p l i c a t i o n o r u s e o f a n y p r o d u c t o r c i r c u i t , a n d s p e c i f i c a l l y d i s c l a i m s a n y a n d a l l l i a b i l i t y , i n c l u d i n g w i t h o u t l i m i t a t i o n s p e c i a l , c o n s e q u e n t i a l o r i n c i d e n t a l d a m a g e s . ? t y p i c a l ? p a r a m e t e r s w h i c h m a y b e p r o v i d e d i n s c i l l c d a t a s h e e t s a n d / o r s p e c i f i c a t i o n s c a n a n d d o v a r y i n d i f f e r e n t a p p l i c a t i o n s a n d a c t u a l p e r f o r m a n c e m a y v a r y o v e r t i m e . a l l o p e r a t i n g p a r a m e t e r s , i n c l u d i n g ? t y p i c a l s ? m u s t b e v a l i d a t e d f o r e a c h c u s t o m e r a p p l i c a t i o n b y c u s t o m e r ? s t e c h n i c a l e x p e r t s . s c i l l c d o e s n o t c o n v e y a n y l i c e n s e u n d e r i t s p a t e n t r i g h t s n o r t h e r i g h t s o f o t h e r s . s c i l l c p r o d u c t s a r e n o t d e s i g n e d , i n t e n d e d , o r a u t h o r i z e d f o r u s e a s c o m p o n e n t s i n s y s t e m s i n t e n d e d f o r s u r g i c a l i m p l a n t i n t o t h e b o d y , o r o t h e r a p p l i c a t i o n s i n t e n d e d t o s u p p o r t o r s u s t a i n l i f e , o r f o r a n y o t h e r a p p l i c a t i o n i n w h i c h t h e f a i l u r e o f t h e s c i l l c p r o d u c t c o u l d c r e a t e a s i t u a t i o n w h e r e p e r s o n a l i n j u r y o r d e a t h m a y o c c u r . s h o u l d b u y e r p u r c h a s e o r u s e s c i l l c p r o d u c t s f o r a n y s u c h u n i n t e n d e d o r u n a u t h o r i z e d a p p l i c a t i o n , b u y e r s h a l l i n d e m n i f y a n d h o l d s c i l l c a n d i t s o f f i c e r s , e m p l o y e e s , s u b s i d i a r i e s , a f f i l i a t e s , a n d d i s t r i b u t o r s h a r m l e s s a g a i n s t a l l c l a i m s , c o s t s , d a m a g e s , a n d e x p e n s e s , a n d r e a s o n a b l e a t t o r n e y f e e s a r i s i n g o u t o f , d i r e c t l y o r i n d i r e c t l y , a n y c l a i m o f p e r s o n a l i n j u r y o r d e a t h a s s o c i a t e d w i t h s u c h u n i n t e n d e d o r u n a u t h o r i z e d u s e , e v e n i f s u c h c l a i m a l l e g e s t h a t s c i l l c w a s n e g l i g e n t r e g a r d i n g t h e d e s i g n o r m a n u f a c t u r e o f t h e p a r t . s c i l l c i s a n e q u a l o p p o r t u n i t y / a f f i r m a t i v e a c t i o n e m p l o y e r . t h i s l i t e r a t u r e i s s u b j e c t t o a l l a p p l i c a b l e c o p y r i g h t l a w s a n d i s n o t f o r r e s a l e i n a n y m a n n e r . p u b l i c a t i o n o r d e r i n g i n f o r m a t i o n n . a m e r i c a n t e c h n i c a l s u p p o r t : 8 0 0 ? 2 8 2 ? 9 8 5 5 t o l l f r e e u s a / c a n a d a e u r o p e , m i d d l e e a s t a n d a f r i c a t e c h n i c a l s u p p o r t : p h o n e : 4 2 1 3 3 7 9 0 2 9 1 0 j a p a n c u s t o m e r f o c u s c e n t e r p h o n e : 8 1 ? 3 ? 5 8 1 7 ? 1 0 5 0 n c v 5 1 7 1 / d l i t e r a t u r e f u l f i l l m e n t : l i t e r a t u r e d i s t r i b u t i o n c e n t e r f o r o n s e m i c o n d u c t o r p . o . b o x 5 1 6 3 , d e n v e r , c o l o r a d o 8 0 2 1 7 u s a p h o n e : 3 0 3 ? 6 7 5 ? 2 1 7 5 o r 8 0 0 ? 3 4 4 ? 3 8 6 0 t o l l f r e e u s a / c a n a d a f a x : 3 0 3 ? 6 7 5 ? 2 1 7 6 o r 8 0 0 ? 3 4 4 ? 3 8 6 7 t o l l f r e e u s a / c a n a d a e m a i l : o r d e r l i t @ o n s e m i . c o m o n s e m i c o n d u c t o r w e b s i t e : w w w . o n s e m i . c o m o r d e r l i t e r a t u r e : h t t p : / / w w w . o n s e m i . c o m / o r d e r l i t f o r a d d i t i o n a l i n f o r m a t i o n , p l e a s e c o n t a c t y o u r l o c a l s a l e s r e p r e s e n t a t i v e

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