LM1577,LM2577

LM1577/LM2577 SIMPLE SWITCHER Step-Up Voltage Regulator

Literature Number: JAJS780

ご注意：この日本語データシートは参考資料として提供しており、内容が最新でない場合があります。製品のご検討およびご採用に際しては、必ず最新の英文デー
タシートをご確認ください。

■ 耐圧 65V、3A の NPN スイッチング・トランジスタ内蔵■ 広入力電圧範囲 3.5V 〜 40V■ 優れた過渡応答、ライン・レギュレーション、電流制限を実現する電流モードオペレーション

外付け部品は必要最小限となっており、これらのレギュレータはコ
ストパフォーマンスが高く、使いやすくなっています。本データシー
トには、これらのスイッチング・レギュレータの動作に最適設計された標準インダクタとフライバック・トランス製品を記載しています。

■ 52kHz の固定周波数発振器内蔵■ 起動時の突入電流を減少させるソフトスタート機能■ 過電流保護、低電圧ロックアウト、熱暴走保護回路内蔵パッケージには、3.0A の NPN スイッチング・トランジスタ、過電流保護、熱暴走保護、低電圧ロックアウト回路を内蔵しています。
その他の特長として、外付け部品を一切必要としない 52kHz の
固定周波数発振器、起動時の突入電流を減少させるソフトス
タート・モード、入力電圧と出力負荷の過渡状態の改善・除去のための電流モード制御を備えています。

代表的なアプリケーション■ シンプルな高効率昇圧型 ( ブースト)レギュレータ■ フライバック・レギュレータ、フォワード・レギュレータ■ マルチ出力レギュレータ

ピン配置図
Straight Leads
5-Lead TO-220 (T)Bent, Staggered Leads
5-Lead TO-220 (T)Top View
Order Number LM2577T-12 Flow LB03, LM2577T-15
Flow LB03, or LM2577T-ADJ Flow LB03
See NS Package Number T05DTop View
Order Number LM2577T-12, LM2577T-15,
or LM2577T-ADJ
See NS Package Number T05A

19990620

特許申請中
SIMPLE SWITCHER® はナショナル セミコンダクター社の登録商標です。
© National Semiconductor Corporation

DS011468-08-JP

1

LM2577 シリーズ SIMPLE SWITCHER® 昇圧型電圧レギュレータ

LM2577

Converted to nat2000 DTD
re-release for the book because migration failed to create assembly. CN
Remove "Series" in the prescriptive title and put it in prod.name.title. CN
Insert Trademark for SIMPLE SWITCHER. CN

ds011468■ 少ない外付部品

11800

LM2577 は、ステップアップ ( 昇圧 )、フライバック、フォワードコン
バータ型スイッチング・レギュレータの電力 / 制御機能のすべてを内蔵したモノリシック集積回路です。このデバイスには 12V、15Vの固定出力電圧バージョン、ADJ の可変出力電圧バージョンが
あります。

24060

特長

33220

概要

19920610

LM1577SIMPLE SWITCHER® 昇圧型電圧レギュレータ

SIMPLE SWITCHERTM 昇圧型電圧レギュレータ

LM2577SIMPLE SWITCHERTM 昇圧型電圧レギュレータ

LM2577 シリーズ

2005 年 4 月

LM2577

ピン配置図 ( つづき)
16-Lead DIP (N)24-Lead Surface Mount (M)*No internal Connection
Top View
Order Number LM2577N-12, LM2577N-15,
or LM2577N-ADJ
See NS Package Number N16A

*No internal Connection
Top View
Order Number LM2577M-12, LM2577M-15,
or LM2577M-ADJ
See NS Package Number M24B

Top View

TO-263 (S)5-Lead Surface-Mount Package

Side View
Order Number LM2577S-12, LM2577S-15,
or LM2577S-ADJ
See NS Package Number TS5B

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LM2577

製品情報

代表的なアプリケーション

Note: ピン番号は TO-220(T) パッケージ用です。

3

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LM2577

絶対最大定格 (Note 1)

動作定格 (Notes 10)

本データシートには軍用・航空宇宙用の規格は記載されていません。
関連する電気的信頼性試験方法の規格を参照ください。

電源電圧
出力スイッチ電圧

3.5V ≦ VIN ≦ 40V
0V ≦ VSWITCH ≦ 60V

45V

出力スイッチ電流

ISWITCH ≦ 3.0A

出力スイッチ電圧65V

接合部温度範囲− 40 ℃≦ TJ ≦＋ 125 ℃

出力スイッチ電流 (Note 2)

6.0A

電源電圧

消費電力
保存温度範囲内部制限− 65 ℃〜＋ 150 ℃

リード温度( ハンダ付け、10 秒 )最大接合部温度

260 ℃
150 ℃

ESD 定格(C ＝ 100 pF、R ＝ 1.5 kΩ)

2 kV

電気的特性 LM2577-12
標準文字の規格値はTJ＝25℃に対するもので、太字は全動作温度範囲に適用されます。特記のない限り、
VIN＝5V、
ISWITCH＝0です。

www.national.com/jpn/4太字は全動作温度範囲に適用されます。特記のない限り、
VIN＝5V、
ISWITCH＝0です。
標準文字の規格値はTJ＝25℃に対するもので、電気的特性 LM2577-15
標準文字の規格値はTJ＝25℃に対するもので、太字は全動作温度範囲に適用されます。特記のない限り、
VIN＝5V、
ISWITCH＝0です。

5www.national.com/jpn/

LM2577電気的特性 LM2577-12 ( つづき)LM2577

電気的特性 LM2577-15 ( つづき)
太字は全動作温度範囲に適用されます。特記のない限り、
VIN＝5V、
ISWITCH＝0です。
標準文字の規格値はTJ＝25℃に対するもので、

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6

標準文字の規格値は TJ ＝ 25 ℃に対するもので、太字は全動作温度範囲に適用されます。特記のない限り、VIN ＝ 5V、VFEEDBACK＝ VREF、ISWITCH ＝ 0 です。

電気的特性 LM2577-ADJ
標準文字の規格値は TJ ＝ 25 ℃に対するもので、太字は全動作温度範囲に適用されます。特記のない限り、VIN ＝ 5V、VFEEDBACK＝ VREF、ISWITCH ＝ 0 です。

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LM2577電気的特性 LM2577-15 ( つづき)LM2577

電気的特性 LM2577-ADJ ( つづき)標準文字の規格値は TJ ＝ 25 ℃に対するもので、太字は全動作温度範囲に適用されます。特記のない限り、VIN ＝ 5V、VFEEDBACK＝ VREF、ISWITCH ＝ 0 です。

Note 1:

絶対最大定格とは、IC に破壊が発生する可能性のある制限値をいいます。 動作定格とは、IC が動作する条件を示しますが、この条件下で IC のス
ペックが保証されているわけではありません。 保証される仕様、試験条件については、電気的特性を参照ください。

Note 2:

LM2577 をステップアップレギュレータとして構成した場合、負荷短絡時、電源よりインダクタ、ダイオードを通し大電流が流れます。この場合、IC による
電流制限はかかりません。またこの時 IC にも大電流が流れますが応答時間の遅れにより IC が損傷する場合があり、スイッチの損傷を防ぐためにスイッ
チ電流を外部にて 6A 以下にする必要があります。ただし、アプリケーション・ヒントに従ったフライバックまたはフォワードコンバータとして用いる場合、最大出力電流に内部制限がかかります。

Note 3:( 省略 )

Note 4:( 省略 )

Note 5:室温におけるリミット値 ( 標準文字 ) と全動作温度範囲におけるリミット値 ( 太字 ) は保証されます。 室温におけるリミット値は 100％検査されます。 全動Note 6:ダイオード、インダクタ、入出力コンデンサといった外付け部品は、スイッチング・レギュレータのシステム性能に影響を与えます。そのため LM2577 を作範囲におけるリミット値は、標準統計品質管理 (SQC) 方式の補正データを加味して保証されます。
Figure 1 〜 3 のテスト回路に示すように使用すると、電気的特性のシステム・パラメータに示すシステム性能が得られます。
Note 7:

1.0MΩの抵抗が、AVOL を正確に測定するために COMPピン ( エラーアンプ出力 ) に接続されています。実際のアプリケーションでは、このピンの負荷
抵抗は 10MΩ 以上でなければなりません。この結果、AVOL は保証されている最小リミット値の 2 倍となります。

www.national.com/jpn/8Note 8:Note 9:接合部周囲間熱抵抗は、リードを囲む約 1 平方インチの銅エリアをもったプリント基板に取り付けられています。さらに銅エリアを追加すると、熱抵抗が低下します。「Switchers Made Simple」ソフトウェアの熱計算モデルを参照ください。
TO-263 パッケージでは、デバイスを PC ボードの銅エリアにハンダ付けすれば、熱抵抗を下げられます。0.5 平方インチではθJA ＝ 50 ℃ /W、1 平方イン
チではθJA ＝ 37 ℃ /W、1.6 平方インチ以上ではθJA ＝ 32 ℃ /Wとなります

Note 10: 動作時、フィードバック端子には LM2577-12 では 24V、LM2577-15 では 30V、LM2577-ADJ では 2.5V 以上の電圧を印加しないでください。

代表的な性能特性
Reference Voltage
vs Temperature

Reference Voltage
vs Temperature

Δ Reference Voltage
vs Supply Voltage

Reference Voltage
vs Temperature

Δ Reference Voltage
vs Supply Voltage

Δ Reference Voltage
vs Supply Voltage

9

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LM2577電気的特性 LM2577-ADJ ( つづき)LM2577

代表的な性能特性 ( つづき )Error Amp Transconductancevs Temperature

Error Amp Transconductancevs Temperature

Error Amp Transconductancevs Temperature

Error Amp Voltage
Gain vs Temperature

Error Amp Voltage
Gain vs Temperature

Error Amp Voltage
Gain vs Temperature

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LM2577

代表的な性能特性 ( つづき )Quiescent Current
vs Temperature

Quiescent Current
vs Switch Current

Current Limitvs Temperature

Current Limit Response
Time vs Overdrive

Switch Saturation Voltage
ｖｓ Switch Current

Switch Transconductanceｖｓ Temperature

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LM2577

代表的な性能特性 ( つづき )Feedback Pin Bias
Current vs Temperature

Oscillator Frequency
vs Temperature

Maximum Power Dissipation(TO-263) (Note 9)

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LM2577

LM2577-12 テスト回路

L ＝ 415-0930 (AIE)
D ＝ any manufacturer
COUT ＝ Sprague Type 673D
Electrolytic 680 μF, 20V
Note: ピン番号は TO-220(T) パッケージ用です。

FIGURE 1. Circuit Used to Specify System Parameters for 12V Versions

LM2577-15 テスト回路

L ＝ 415-0930 (AIE)
D ＝ any manufacturer
COUT ＝ Sprague Type 673D
Electrolytic 680 μF, 20V
Note: ピン番号は TO-220(T) パッケージ用です。

FIGURE 2. Circuit Used to Specify System Parameters for 15V Versions

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LM2577

LM2577-ADJ テスト回路

L ＝ 415-0930 (AIE)
D ＝ any manufacturer
COUT ＝ Sprague Type 673D
Electrolytic 680 μF, 20V
R1 ＝ 48.7k in series with 511Ω (1％)
R2 ＝ 5.62k (1％)
Note: ピン番号は TO-220(T) パッケージ用です。

FIGURE 3. Circuit Used to Specify System Parameters for ADJ Versions

アプリケーション・ヒント

Note: ピン番号は TO-220(T) パッケージ用です。
* 12Vと 15V 製品の LM2577 は、内蔵の抵抗を使用。

FIGURE 4. LM2577 Block Diagram and Boost Regulator Applicationwww.national.com/jpn/

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LM2577

アプリケーション・ヒント ( つづき)ステップアップ ( ブースト ) レギュレータ
Figure 4 は、LM2577-ADJ のステップアップ・レギュレータの応用例です。これは、入力電源電圧より高い出力電圧を得るスイッチ
ング・レギュレータです。また、固定出力電圧の LM2577-12、LM2577-15 により12V または 15V のステップアップ・レギュレータを構成でき、この場合、レギュレータの出力を直接フィードバックピンへ接続します。
その基本動作を次に説明します。 LM2577 は 52kHz の固定周波数で出力スイッチをオン / オフし、外付けのインダクタ (L) にエネ
ルギを蓄えます。NPN スイッチがオンになると、VIN/L の割合でインダクタ電流が増加し、インダクタにエネルギを蓄えます。スイッチがオフになると、インダクタ内部のエネルギは (VOUT − VIN)/L の割合でダイオード (D) から出力コンデンサ (COUT) に入力電圧以上の電圧で放電します。このように、スイッチオンの間にインダクタ
内部に蓄積されたエネルギは、スイッチオフの間に出力へ転送されます。 出力電圧は、インダクタ内部のエネルギ量により決まり、
そのエネルギはピーク・インダクタ電流を変調することにより制御されます。この制御では、出力電圧の一部をエラーアンプにフィードバックし、エラーアンプがフィードバック電圧と 1.230V の内部基準電圧との差異を増幅します。 エラーアンプの出力電圧は、ス
イッチ電流に比例する電圧 ( すなわちスイッチオンタイム中のインダ
クタ電流 )と比較されます。
コンパレータは、2 つの電圧が等しくなるとスイッチオンタイムを終了させ、ピークスイッチ電流を制御して出力電圧を一定に保ちます。

VF ＝ Forward Biased Diode Voltage
ILOAD ＝ Output Load Current

Figure 5 はこの回路の電圧波形と電流波形を、また Figure 6 は
それらの計算式を示しています。

FIGURE6. Step-Up Regulator Formulas

ステップアップ・レギュレータの設計手順
次に示す設計手順は、システムの要求条件に基づき、Figure 4 の回路に適切な外付け部品を選択する際に用います。
与式 :VIN(min) ＝最小入力電圧
VOUT ＝出力電圧ILOAD(max) ＝最大出力電流
まず、LM2577 の VIN が最小のとき、必要な VOUT と ILOAD(max)の値が得られるかを検討します。 VOUT と ILOAD(max) の上限値は、次の式から計算します。
VOUT ≦ 60V
およびVOUT ≦ 10 × VIN(min)FIGURE 5. Step-Up Regulator Waveforms

アプリケーション上で指定される数値は、これらのリミット値以下でなければなりません。

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LM2577

アプリケーション・ヒント ( つづき)
1. インダクタの選択 (L)1. LMIN より高いインダクタの最低値を探す。

A. 電圧オプション

2. E・T がこのインダクタ値に交差する領域を探し、L または Hが付くインダクタを求めてください。 E・T が L と H の両領域に交差する場合は、品名の頭に H が付くインダクタを選択します。

1. 12V、または 15V 出力
Figure 7 (12V 出力 )、または Figure 8 (15V 出力 ) のインダ
クタ選択ガイドから、VIN(min) とILOAD(max) が交差する領域のインダクタ・コードを識別します。 斜線領域は、LM2577の出力スイッチング・トランジスタがその定格電流を超えていることを示します。LM2577 の最小動作電圧は 3.5V です。
ここで、ステップ C に進みます。
2. ADJ バージョン
予備計算
インダクタの選択は、次の 3 つのパラメータの計算に基づいています。
D(max): 最大スイッチ・デューティ・サイクル (0 ≦ D ≦ 0.9)

ショットキ・ダイオードの場合 VF ＝ 0.5V、ファースト・リカバ
リ・ダイオードの場合 0.8V( 代表値 )FIGURE 7. LM2577-12 Inductor Selection Guide

E・T: インダクタに蓄えられるエネルギ、電圧×時間の積

IIND,DC: 全負荷における平均インダクタ電流

B. インダクタ値を識別します。
1. Figure 9 から、E・T と IIND,DC が交差する領域のインダク
タ・コードを識別します。このコードは、インダクタ値( 単位 : マイクロヘンリー ) を示します。 品名の頭の L または H の表示は、インダクタの最大 E・T 値が 90V・μs (L)、または 250V・μs (H) に定格が定められていることを意味します。

FIGURE 8. LM2577-15 Inductor Selection Guide

2. D ＜ 0.85 の場合は、ステップ C へ進みます。D ≧ 0.85 の場合は、スイッチング・レギュレータの安定性を保証するのに必要な最少インダクタンスを計算します。

ステップ B1 で識別したインダクタ値よりもLMIN が低い場合は、ステップ C へ進みます。 高い場合は、ステップ B1 のインダク
タ値が低すぎるため、次の手順に従い、グラフから適切なインダクタ・コードを求めます。

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LM2577

アプリケーション・ヒント ( つづき)Note: このチャートでは、インダクタのリップル電流を平均インダクタ電流 ( 全負荷時のレギュレータの場合 ) の約 20％から 30％として想定しています。さらに大きいリップル電流では、より高いピークスイッチ電流となり、出力リップル電圧も高くなります。インダクタを大きくするとリップル電流が低くなります。 20％か
ら 30％の値は、両方の間で適度のバランスをとるために選ばれたものです。

FIGURE 9. LM2577-ADJ Inductor Selection Graph
C. Figure 10 はインダクタを選択するためのクロスリファレンスです。インダクタ・コードに対応したインダクタ・メーカ 3 社の部品番号を示しています。これらのインダクタの仕様書は、各メーカから入手できます。この表に記載のインダクタは、次の特長を備えています。
AIE : フェライト・ポットコア・インダクタは、低電磁妨害 (EMI)、
小サイズ、低消費電力 ( コア損失 ) を特長としています。 E・
T とピーク電流の最大定格を超えて動作させると、コアを飽和させるので注意してください。
Pulse : パウダーアイアン・トロイダルコア・インダクタは、低 EMIを特長とし、フェライトコアよりも優れた E・T とピーク電流耐性を備えています。
Renco : フェライト・ボビンコア・インダクタは、低コストを特長とし、定格値以上の E・T とピーク電流耐性を備えています。
このインダクタは他のタイプに比べて EMI が大きく、これが信号を干渉する可能性があることに留意してください。

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LM2577

アプリケーション・ヒント ( つづき)
C. CC の最小値を求めます。

補償コンデンサはまた、ソフトスタート回路の一部です。 電源
投入時、このコンデンサによって制御される速度で、スイッチ・デューティ・サイクルが立ち上がります。ソフトスタート制御がな
い場合、デューティ・サイクルは、入力から大電流を引き込みながら即座に 90％まで立ち上がります。 適切に動作させるた
めには、
ソフトスタート回路は CC ≧ 0.22μF でなければなりません。
出力フィルタコンデンサは、大容量のアルミニウム電解コンデンサを使用します。Figure 11 にスイッチング・レギュレータに推奨されるいくつかのタイプを示します。 次のパラメータを参考にして、コンデンサを選択します。
定格電圧 (WVDC) : レギュレータ出力電圧より20％以上高い
定格電圧のコンデンサを選択します。
リップル電流 : スイッチング・サイクルにおいて、コンデンサをチャージする電流の最大 RMS 値です。ステップアップ・レギュ
レータとフライバック・レギュレータの場合、リップル電流の式は、Schott Corp., (612) 475-1173
1000 Parkers Lake Rd., Wayzata, MN 55391
Pulse Engineering, (619) 268-2400
P.O. Box 12235, San Diego, CA 92112
Renco Electronics Inc., (516) 586-5566
60 Jeffryn Blvd. East, Deer Park, NY 11729

FIGURE 10. Table of Standardized Inductors andManufacturer's Part Numbers

52kHz において、この数値より 50％以上高い定格値のコンデンサを選択します。

2. 補償ネットワーク(RC，CC)と出力コンデンサ(COUT) の選択

等価直列抵抗 (ESR) : 出力リップル電圧が生じる主な要因になり、レギュレータの安定化に必要な RC と CC の数値にも影響します。このため、前述した CC と RC の算出は、ESR が次式で規定の最大値を超えなければ、最適といえます。

RC と CC は、レギュレータを安定させる補償ネットワークを形成します。RCとCCの数値は、主にレギュレータの電圧利得、
ILOAD(max)、
L、COUT により決まります。次の手順により、レギュレータの安定性が得られる RC、CC、COUT の数値を求めます。ただし、必ずしも最適補償をもたらす RC と CC が得られるとは限らないのでご注意ください。最適補償を得るためには、テストループの安定性を保つ標準的な手順 (ILOAD の変動時における VOUT の過渡特性の測定など ) を用います (Figure 15 参照 )。

ߎߎߢ

A. まず、RC の最大値を求めます。
上記の計算で得た値以下の ESR のコンデンサを選択します。
通常の電解コンデンサは、52kHz よりも 15％〜 30％高い値をもつ 120Hz で ESR を規定しています。また、− 20 ℃での動作時には、ESR 値は約 2 倍増加することに注意してください。

この数値より低いか、あるいはそれに等しい 3kΩ 以下の抵抗を選択します。
B. 次の 2 つの式を用いて、COUT の最小値を求めます。

一般に、ESR を低くするには、大容量のコンデンサ (C ≧470μF) を使用するか、高 WVDC のコンデンサを使用します。
あるいは小容量のコンデンサを並列に接続します。

߅ࠃ߮

この 2 つの数値のうち、大きい数値が安定性を保持できる最小値です。

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3. 出力電圧の選択 (R1 と R2)

5. ダイオードの選択 (D)ここでは、LM2577-ADJ を例に取ります。固定出力の LM257712、LM2577-15 を使用している場合は、この項を無視してください。

昇圧型レギュレータに使用されるスイッチング・ダイオードは、出力電圧に等しい逆耐圧を有し、LM2577 のピーク出力電流を導通しなければなりません。適格なダイオードは、出力電圧より高い最小逆ブレークダウン電圧を有し、
ILOAD(max)とID(PK) 以上の平均、
およびピーク定格電流を有することが必要です。ショットキ・ダイ
オードは、スイッチング・レギュレータに最適です。ショットキ・ダイ
オードの低順方向電圧降下は、ファーストリカバリ・ダイオードを用いる場合 (より低価格 )よりもレギュレータ効率が高くなります。推奨部品番号と 1A および 3A ダイオードの定格電圧については、
Figure 12 を参照ください。

LM2577-ADJ の出力電圧は、次式から求めます。
VOUT ＝ 1.23V (1 ＋ R1/R2)
出力電圧は R1と R2 によって分圧され、LM2577-ADJ の内部基
準電圧 1.23V と比較されます。また、VOUT より R1、R2 を導く
式は次のようになります。

4. 入力コンデンサの選択 (CIN)
ステップアップ・レギュレータのスイッチング動作は、のこぎり波のパルス電流を電源から引き出します。この結果、供給側電源電圧にリップルを生じさせます。LM2577 を安定動作させるためには、
入力電圧のデカップリングが必要です。入力電圧ピンは、良質で低 ESR の 0.1μF のコンデンサを使用しリードをできる限り短くしてグラウンドに直接バイパスします。
Cornell Dublier —Types 239, 250, 251, UFT,
300, or 350
P.O. Box 128, Pickens, SC 29671(803) 878-6311
Nichicon —Types PF, PX, or PZ
927 East Parkway,
Schaumburg, IL 60173
FIGURE 12. Diode Selection Chart(708) 843-7500
Sprague —Types 672D, 673D, or 674D

TO-263 パッケージ、PCB パターン例

Box 1, Sprague Road,
Lansing, NC 28643(919) 384-2551
United Chemi-Con —Types LX, SXF, or SXJ
9801 West Higgins Road,
Rosemont, IL 60018(708) 696-2000
FIGURE 11. Aluminum Electrolytic Capacitors
Recommended for Switching Regulators
LM2577 が電源のフィルタコンデンサから離れて配置されている
場合は、さらに大容量の電解コンデンサ ( 例えば、4７μF) の追加が必要です。

* PD の条件により発熱を考慮し、特に GND 部の面積を増加してください。

昇圧型レギュレータ回路例
LM2577 は、小数の外付け部品を追加 (Figure 13 参照 ) することにより、入力電圧よりも高い安定出力電圧が得られます。Figure
14と Figure 15 は LM2577 の代表的性能を示し、Figure 16 は回路動作時のスイッチング波形を示しています。

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LM2577

アプリケーション・ヒント ( つづき)LM2577

アプリケーション・ヒント ( つづき)Note: ピン番号は TO-220(T) パッケージ用です。

FIGURE 13. Step-up Regulator Delivers 12V from a 5V Input

FIGURE 14. Line Regulation (Typical) of Step-Up Regulator of Figure 13

A: Output Voltage Change, 100 mV/div. (AC-coupled)

A: Switch pin voltage, 10 V/div

B: Load current, 0.2 A/div

B: Switch pin current, 2 A/div

Horizontal: 5 ms/div

C: Inductor current, 2 A/div
D: Output ripple voltage, 100 mV/div (AC-coupled)
Horizontal: 5 μs/div

FIGURE 15. Load Transient Response of Step-Up
Regulator of Figure 13

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FIGURE 16. Switching Waveforms of Step-Up
Regulator of Figure 13

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LM2577

アプリケーション・ヒント ( つづき)
フライバック・レギュレータ

A. まず、RC の最大値を求めます。

フライバック・レギュレータは、入力電源電圧より低い ( あるいは高い )1 つから複数の出力電圧が得られます。 Figure 18 に正と負の安定化出力を持つフライバック・レギュレータの応用例を示します。その動作は、出力スイッチがフライバック・トランスの一次電流を制御している以外、ステップアップ・レギュレータと同様です。
トランスの 1 次側巻線と2 次側巻線の位相が反転しており、電流が一次側に流れる場合は、二次側には電流は流れないことに注意してください。スイッチがオンになると、一次側が電流トランスコ
アをチャージします。スイッチがオフになると、トランスコアは二次側に電流を流して放電し、出力電圧を発生させます。出力電圧の制御は、ピーク一次電流の調整により行います ( ステップアップ・
レギュレータの項参照 )。

ΣILOAD(max) は 2 出力の負荷電流の合計です。抵抗値はこの値以下で、また 3kΩ 以下のものを選択します。
B. 次式により、ΣCOUT(2 出力における COUT の合計 ) の最小値を求めます。

߅ࠃ߮Figure 17 は電圧波形と電流波形を示し、Figure 19 はその計算式を示しています。

フライバック・レギュレータの設計手順
レギュレータの安定性を保つために、2 つの数値のうち大きい方を用います。

1.トランスの選択
標準のフライバック・
トランス製品を使用すると、± 10V から± 15V
範囲の±両出力電圧を取り出すフライバック・レギュレータを構成できます (Figure 18 参照 )。Figure 20 は、設計に必要なトランス、
およびその入力電圧、出力電圧、最大負荷電流を示しています。

2. 補償ネットワーク(CC、RC)と出力コンデンサ(COUT)の選択
ステップアップ・レギュレータの設計手順で説明した通り、CC、RC、COUT はグループとして選択されなければなりません。 次の手順は、等しい二次巻数 ( プラスとマイナスの両出力電圧が同一 ) を有するデュアル出力フライバック・レギュレータに適用されます。この計算式は、ΣILOAD(max) を ILOAD(max) に変えると、単一出力のレギュレータに使用できます。

FIGURE 17. Flyback Regulator Waveforms

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LM2577

アプリケーション・ヒント ( つづき)

T1 ＝ Pulse Engineering, PE-65300
D1, D2 ＝ 1N5821

FIGURE 18. LM2577-ADJ Flyback Regulator with ± Outputs

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LM2577

アプリケーション・ヒント ( つづき)FIGURE 19. Flyback Regulator Formulas

出力電圧は R1と R2 によって分圧され、LM2577-ADJ の内部基
準電圧1.23Vと比較されます。
また、
VOUTより、
R1、R2を導く式は、

C. CC の最小値を求めます。

D. 並列に配置した＋ VOUT と− VOUT の出力コンデンサの最大
ESR を求めます。

4. ダイオードの選択
フライバック・コンバータのスイッチング・ダイオードは、次式から計算した逆耐圧が必要です。

この公式は、単一出力のレギュレータの最大 ESR を求める場合にも用います。

適切なダイオードは、この値以上の逆定格電圧を有することが必要です。さらに、Figure 19 に示す平均、およびピークのダイオー
ド電流以上のものでなければなりません。

COUT の選択についての詳細は、ステップアップ・レギュレータの設計手順の同じ項を参照ください。

3. 出力電圧の選択
ここでは、LM2577-ADJ を例に取ります。固定出力の LM257712、LM2577-15 を使用している場合は、この項を無視してください。
LM2577-ADJ の出力電圧は、次式から求めます。
VOUT ＝ 1.23V (1 ＋ R1/R2)

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LM2577

アプリケーション・ヒント ( つづき)
5. 入力コンデンサの選択
フライバック・トランスの一次側は、入力電源から断続的なパルス
電流を引出します。結果として、フライバック・レギュレータは、昇圧型レギュレータよりも多くのリップルを入力電源で発生します。このノイズから LM2577 の VIN ピンを分離するためには、大きめのバイパスコンデンサが必要です。通常のアプリケーションの場合、VIN とグラウンド・ピンに十分近づけて接続すれば、バイパスコン
デンサには低 ESR の 1.0μF のもので十分です。

抵抗の消費電力 ( および定格電力 ) は次式から求めます。

ファースト・リカバリ・ダイオードの逆定格電圧は、VCLAMP 電圧
より高くなければなりません。

FIGURE 21. Snubber Circuit
FIGURE 20. Flyback Transformer Selection Guide

フライバック・レギュレータの回路例
Figure 22 の回路では、単一の 5V 入力電圧から± 15V ( 各225mA) が得られます。 Figure 23 と Figure 25 はこの回路のライン・レギュレーションを示し、Figure 24 と Figure 26 は負荷過渡応答を示しています。また、Figure 27 はスイッチング波形を示しています。

このコンデンサに加え、フライバック・トランスと入力電源の接続端に大容量のコンデンサ (47μF 以上 ) を必要とします。これにより同じ入力電源に接続されるその他の回路に干渉するノイズを減少できます。

6. スナバ回路
スナバ回路は、入力電圧が 10V 以上、または LP ≧ 200μH のトランスを使用する時に必要です。この回路は、出力スイッチのオフになった直後トランスの一次側から発生するスパイク電圧を抑制します。この回路がないと、スイッチング電圧は最大定格の65V を超えます。Figure 21 に示すように、スナバはファーストリカ
バリ・ダイオードと並列の抵抗とコンデンサから成ります。RC の値
は、
VSW(OFF) より5V 〜 10V 高いスイッチ・クランプ電圧 (VCLAMP)
に対し選択します。 Rと C の値は次式から求めます。

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LM2577

アプリケーション・ヒント ( つづき)

T1 ＝ Pulse Engineering, PE-65300
D1, D2 ＝ 1N5821

FIGURE 22. Flyback Regulator Easily Provides Dual Outputs

A: Output Voltage Change, 100 mV/div
B: Output Current, 100 mA/div
Horizontal: 10 ms/div

FIGURE 24. Load Transient Response of Flyback
Regulator of Figure 22, ＋ 15V Output

FIGURE 23. Line Regulation (Typical) of Flyback
Regulator of Figure 22 , ＋ 15V Output

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LM2577

アプリケーション・ヒント ( つづき)

A: Output Voltage Change, 100 mV/div
B: Output Current, 100 mA/div
Horizontal: 10 ms/div

FIGURE 26. Load Transient Response of Flyback
Regulator of Figure 22, − 15V Output

FIGURE 25. Line Regulation (Typical) of Flyback
Regulator of Figure 22, − 15V Output

A: Switch pin voltage, 20 V/div
B: Primary current, 2 A/div
C: ＋ 15V Secondary current, 1 A/div
D: ＋ 15V Output ripple voltage, 100 mV/div
Horizontal: 5 μs/div

FIGURE 27. Switching Waveforms of Flyback Regulator of Figure 22 , Each Output Loaded with 60Ω

入力電源のノイズ
入力スイッチがチャタリングする場合のように、入力電圧に異常に大きなトランジェント・ノイズがのっているときは、RC フィルタを
LM2577 の入力端子に使います。 Figure 28 の回路は、フィルタのレイアウトを示しており、コンデンサが入力端子とグラウンド間に置かれ、抵抗が入力電源と入力端子間に置かれています。 回路図に示される RIN と CIN による時定数は、ほとんどのアプリケー
ションで 40μsec 以上あれば充分です。効率が特に重要な場合、抵抗をインダクタで置き換えます。

FIGURE 28. Input Line Filter

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LM2577

外形寸法図 特記のない限り inches (millimeters)

0.300 Wide SO Package (M)Order Number LM2577M-12, LM2577M-15 or LM2577M-ADJ
NS Package Number M24B

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LM2577

外形寸法図 特記のない限り inches (millimeters) ( つづき)Molded Dual-In-Line Package (N)Order Number LM2577N-12, LM2577N-15, or LM2577N-ADJNS Package Number N16A

TO-220, Straight Leads (T)Order Number LM2577T-12, LM2577T-15, or LM2577T-ADJ
NS Package Number TO5A

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LM2577

外形寸法図 特記のない限り inches (millimeters) ( つづき)TO-220, Bent Staggered Leads (T)Order Number LM2577T-12 Flow LB03, LM2577T-15 Flow LB03, or LM2577T-ADJ Flow LB03
NS Package Number T05D

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LM2577 シリーズ SIMPLE SWITCHER® 昇圧型電圧レギュレータ

外形寸法図 特記のない限り inches (millimeters) ( つづき)

5-Lead TO-263 (S)Order Number LM2577S-12, LM2577S-15 or LM2577S-ADJNS Package Number TS5B

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