100W非絶縁バック車載
プリレギュレータNCV881930
をベースとしたリファレンス設計
TND6290/D
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要リファレンスでは、
バックコントローラNCV
881930と4の40 V NチャンネルMOSFET NVMFS5C460NLをベースとした100 W
バックプリレギュレータの!"と#$について%&します。リファレンス
では、'(いアプリケーションに*+するプリレギュ
レータ,-のを.し、コントローラNCV881930の/$について01します。
234がこの56を789なシステムにそのまま<し、システム=>に?づく@AのBCをDEFにGえることをH9としています。
このはI,なソリューションとなることをJKしていますが、NCV881930のL=/$にMするNOもPQします。
モ
これらのNOには、RSされたTU、VIQ およびWXード、(い[\]^、_2`ab、c@、d+ノンオーバラップドライバ、fgスペクトラムij、V2kロックアウトなどがlまれます。

リファレンス設計な長• I,なリファレンス• [\2k]^6.0〜16.0 Vのバックコンバータ、Dm40 Vのピーク2kに*+• 410 kHzのスイッチングopqによるrsのDmt• Vuv2`
バックコンバータNCV881930と4の40 V NチャンネMOSFET NVMFS5C460NL• 4wEプリント?x
Figure 1. Reference Design
Board Image

Table 1. SPECIFICATIONS TABLE
Device

NCV881930

Application

Automotive Pre-Regulator

Input Voltage

6 V to 16 V DC, 40 V Peak

Output Power

Up to 100 W

Topology

Synchronous Buck

Isolation

Non-Isolated

Output Voltage

5.0 V

Nominal Current

15.0 A
20.0 A (Peak)© Semiconductor Components Industries, LLC, 2019

October, 2020 − Rev. 2

1

Publication Order Number:
TND6290JP/D

TND6290/D路!

Figure 2. NCV881930 Synchronous Buck Schematic

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2

TND6290/D"#レイアウト
47 mm × 100 mm (|さ × ')で、}さは~12.5 mmです。

Figure 3、4、5および6に、プリント?xのyzの@A{と4つのwを.します。プリント?xは、Figure 3. Top Layer and Assembly Drawing

Figure 4. Bottom Layer and Assembly Drawing

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3

TND6290/D

Figure 5. Inner Top Layer

Figure 6. Inner Bottom Layer

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4

TND6290/D(能要\2`によっては、2\ (インダクタ、シャント、\)のBCが=になる$#があります。データシートのTable 6をしてください｡)*電+NCV881930では、3.3 Vと5.0 Vの2の\2kを できます。VSELピンを10 kWのでDBIASにプルアップすることにより、\2kは5.0 Vにされます。VSELをフローティングのままにしておくかGNDにXすると、\2kは3.3 Vにされます。

,-WXモードのrsをFigure 7に.します。この
では、[\フィルタ(インダクタL1)でのをに[れています。

Figure 7. Efficiency for 8.0, 12.0 and 16.0 V Input Voltage

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TND6290/D./0

このは、o^21°C、[\2k12.0 V、
 が10.0 A (Figure 8)と15.0 A (Figure 9)の¡Sの?
xを.しています。
Component

VIN = 12.0 V @ 10.0 A

VIN = 12.0 V @ 15.0 A

Controller

51.2°C

61.0°C

Upper FETs

74.4°C

87.4°C

Lower FETs

66.7°C

85.3°C

Inductor

58.0°C

80.5°C

Figure 9. Thermal Image at 15.0 A Load

Figure 8. Thermal Image at 10.0 A Loadwww.onsemi.jp
6

TND6290/D
過12答

12.0 Vの[\2kで10.0 Aから20.0 Aへの ステップあるいはその¢の¡Sに*する+£をFigure 10に.します。
チャンネル2♦ \2`、20.0から10.0 Aへの
よびその¢♦ 10 A/div、100 ms/div

チャンネル1♦ \2k、−147 mV (−2.94%)のアンダーシュー
ト、+147 mV (+2.94%)のオーバーシュート♦ 100 mV/div、100 ms/div、AC¤S

ステップおFigure 10. Transient Response on 20.0 A to 10.0 A Load Step Down and 10.0 A to 20.0 A Load Step Up

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7

TND6290/D
3452答

12.0 Vの[\2kと10.0 Aと20.0 Aの でのopq+£をFigure 11とFigure 12に.します。
FREQUENCY RESPONSE
Input Voltage

Output Current

Bandwidth

Phase Margin

Gain Margin

12.0 V

10.0 A

39.2 kHz

90.1°−17.2 dB

12.0 V

20.0 A

38.1 kHz

92.8°−15.3 dBFigure 11. Frequency Response at 10.0 A Load

Figure 12. Frequency Response at 20.0 A Loadwww.onsemi.jp
8

TND6290/D• 1x 100 nF、50 V、0603、X7R、¸に¹º)*6量78が(能に;える>響NCV881930のデータシートには、\2kと\2`に+じた\フィルタ¥¦(インダクタンス、シャント、および\)の§¨な©ª«¬が­されています。
Table 2に、さまざまな\コンデンサの¥¦に*する¤®と、それらにMWするリップル、_¯+£､および±²マージンにMする#$を.します｡
には、}のセラミックコンデンサとポリマーコンデンサをさまざまに¶みSわせて·しました。

muRata GCJ188R71H104KA12D• 22 mFセラミック、16 V、1210、X7R
muRata GCM32ER71C226ME19L18 mF @ 5.0 Vdc、2 mW ESR @ 410 kHz• 120 mFポリマー
Nichicon PCJ0J121MCL1GS
24 mW ESR @ 100kHz• 220 mFポリマー
Nichicon PCJ0J221MCL1GS
15 mW ESR @ 100 kHz

Table 2. MEASUREMENT RESULTS FOR VARIOUS OUTPUT CAPACITOR CONFIGURATIONSPolymer: 220 mF, 6.3 V

2

10# of caps

Polymer: 120 mF, 6.3V

003

# of caps

Ceramic: 22 mF, 16 V

111

# of caps

Output Ripple, peak−peak

145

162

96

[mV]

Output Ripple, peak−peak

2.90

3.24

1.92

[%]

Transient Response, peak−peak±147−183 / +157

−153 / +137

[mV]Transient Response, peak−peak

2.94

3.66 / 3.14

3.06 / 2.74[%]

Bandwidth

38.1

66.6

34.5

[kHz]

Phase Margin

92.8

69.4

80.3

[°]

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9TND6290/D部?表(BOM)
Table 3. BILL OF MATERIALS
Designator

Qty.

Value

Part Number

Manufacturer

Description

Package

C2, C3, C4,C8, C95

4.7 mF

GCJ32ER71H475KA12

MuRataCAP, CERM, 4.7 mF,
50 V, ±10%, X7R, 1210

1210

C6, C7, C11,C12, C16,C21, C22,
C25

80.1 mF

GCJ188R71H104KA12

MuRataCAP, CERM, 0.1 mF,50 V, ±10%, X7R,AEC−Q200 Grade 1,0603

0603

C101

270 mF

GYA1V271MCQ1GS

Nichicon

CAP, Conductive
Polymer Hybrid
Aluminum Electrolytic,
270 mF, 35 V, ±20%,0.020 W, 10x10.3 SMD

10.3x10.3x10.3

C13, C172

220 mF

PCJ0J221MCL1GS

Nichicon

CAP, Conductive
Polymer Aluminum
Capacitor 220 mF,6.3 V, ±20%, 0.015 W,
AEC−Q200 Grade 2,SMD

D6.3xL6.W

C15

122 mF

GCM32ER71C226KE19L

MuRataCAP, CERM, 22 mF, 16 V,±10%, X7R, 1210

1210

C18, C23,C24, C26

41 mF

GCJ188R71E105KA01D

MuRataCAP, CERM, 1 mF, 25 V,±10%, X7R, AEC−Q200
Grade 1, 0603

0603

C201100 pF

GRM1885C1H101JA01D

MuRataCAP, CERM, 100 pF,
50 V, ±5%, C0G/NP0,0603

0603

D1

140 V

NRVBAF440T3G

ON Semiconductor

Diode, Schottky, 40 V,
4 A, SMA−FL

SMA−FL

FID1, FID2,
FID3, FID4

4

N/A

N/A

Fiducial mark. There isnothing to buy or mount.

N/A

J1, J42

ED120/2DS

On−Shore
Technology

Terminal Block, 5.08 mm,2x1, Brass, TH2x1 5.08 mm
Terminal Block

J2, J3261300311121

Wurth Elektronik

Header, 2.54 mm, 3x1,Gold, TH

Header,2.54 mm,3x1, TH

L1

11.5 mH

XAL7030−102MEB

CoilcraftInductor, Shielded,
Composite, 1 mH, 21.8 A,0.00455 W, SMD

XAL7030

L2

1

1.3 mHXAL1580−132MEB

CoilcraftInductor, Shielded,Composite, 1.3 mH, 46.7A, 0.00115 W, SMD

15.2x8x16.2mm

Q1, Q2, Q3,
Q4440

NVMFS5C460NLAFT1GON Semiconductor

MOSFET, N−CH, 40 V,
78 A, DFN5 5x6 mm

DFN5 5x6 mm

R1, R2, R8,R9, R13,R1560

CRCW06030000Z0EA

Vishay−Dale

RES, 0, 5%, 0.1 W, 0603

0603

R3, R520.003ERJ−M1WTF3M0U

Panasonic

RES, 0.003, 1%, 1 W,
2512

2512

R410

CRCW25120000Z0EG

Vishay−Dale

RES, 0, 5%, 1 W,
AEC−Q200 Grade 0,
2512

2512

R7

11.00

CRCW06031R00FKEA

Vishay−Dale

RES, 1.00, 1%, 0.1 W,
0603

0603

R10, R122332

CRCW0603332RFKEA

Vishay−Dale

RES, 332, 1%, 0.1 W,0603

0603

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10TND6290/D
Table 3. BILL OF MATERIALS (continued)
Designator

Qty.

Value

Part Number

Manufacturer

Description

PackageR11, R14

210.0kCRCW060310K0FKEA

Vishay−Dale

RES, 10.0 k, 1%, 0.1 W,
0603

0603

TP1, TP325000

Keystone

Test Point, Miniature,
Red, TH

Red Miniature
Testpoint

TP2, TP6,
TP1135001

Keystone

Test Point, Miniature,
Black, TH

Black Miniature
Testpoint

TP7, TP8,
TP9, TP1045002

Keystone

Test Point, Miniature,White, TH

White Miniature
Testpoint

U11

NCV881930MW00R2G

ON Semiconductor

Low Quiescent Current
410 kHz AutomotiveSynchronous BuckController

QFNW−24

ON SemiconductorびON SemiconductorのロゴはON SemiconductorというをうSemiconductor Components Industries, LLC しくはそののび/または のにおけるです。ON Semiconductorは、、、トレードシークレット()と の に!する"を# します。ON Semiconductorの$%/の&'!(リストについては、*+のリンクからご-いただけます。www.onsemi.com/site/pdf/Patent−Marking.pdf. ON Semiconductorは./なしで、0123の$%の45を6うことがあります。ON Semiconductorは、いかなる7の8での$%の&9:について#;しておらず、また、お<=の$%において>?の@'や'からAじたBC、に、DE、FE、GHなIJなどKLのIJに!して、いかなるBCもMうことはできません。お<=は、ON SemiconductorによってNOされたサポートやアプリケーションSTのUVにかかわらず、すべてのWX、YZ、[\:の]^あるいは_の`aをbむ、ON Semiconductor$%を'したお<=の$%とアプリケーションについてKLのBCをMうものとします。ON Semiconductorデータシートやd=1にeされるfg:のある「_」パラメータは、アプリケーションによってはkなることもあり、lmの:gもnFのopにより4qするfg:があります。「_」パラメータをbむすべてのrパラメータは、ご'になるアプリケーションに@じて、お<=のstuvwにおいてxyz;されるようお{い|します。ON Semiconductorは、そのやその の"の+、いかなるライセンスも}しません。ON Semiconductor$%は、A~や、いかなるFDA (% %)クラス3の、FDAがしないにおいてKもしくはのものとyされる、あるいは、へのを!(としたにおける]%などへの'をしたはされておらず、また、これらを'!(としておりません。お<=が、このようなされたものではない、fされていないアプリケーション'にON Semiconductor$%をまたは'した9、たとえ、ON Semiconductorがその%のまたは$にしてp があったと¡¢されたとしても、そのようなせぬ'、また£fの'に¤した¥¦§から、DE、¨はFEにAじるすべてのクレーム、ª'、IJ、oª、および«¬­®などを、お<=のBCにおいて¯°をお{いいたします。また、ON Semiconductorとその±²、³²、、¤、´µ¶に!して、いかなるIJも·えないものとします。
ON Semiconductorは¸' ¹§/º»¼½¸'¡です。この¾®は&'されるあらゆるWの!(となっており、いかなる¿WによってもÀÁすることはできません。

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