Texas Instruments LM3404 Evaluation Boards LM3404HVEVAL/NOPB LM3404HVEVAL/NOPB Benutzerhandbuch

R

SNS 

=

2

V

IN

 - V

O

0.2 x L

I

F

 x L + V

O

 x t

SNS

-

x t

ON

SNVS465F – OCTOBER 2006 – REVISED MAY 2013

A preliminary value for R

SNS

was determined in selecting

Δ

i

L

. This value should be re-evaluated based on the

calculations for

Δ

i

F

:

(67)

t

SNS

= 220 ns, R

SNS

= 0.43

Ω

(68)

Sub-1

Ω

resistors are available in both 1% and 5% tolerance. A 1%, 0.43

Ω

device is the closest value, and a

0.25W, 0805 size device will handle the power dissipation of 110 mW. With the resistance selected, the average
value of LED current is re-calculated to ensure that current is within the ±10% tolerance requirement. From the
expression for average LED current:

I

F

= 0.2 / 0.33 – (7.1 x 2.2 x 10

-7

) / 47 x 10

-6

+ 0.266 / 2 = 505 mA

(69)

Following the calculations from the Input Capacitor section,

Δ

v

IN(MAX)

will be 48V x 2%

P-P

= 960 mV. The

minimum required capacitance is:

C

IN(MIN)

= (0.5 x 3.3 x 10

-6

) / 0.96 = 1.7 µF

(70)

To provide additional safety margin a 2.2 µF ceramic capacitor rated to 100V with X7R dielectric in an 1812 case
size will be used. From the Design Considerations section, input rms current is:

I

IN-RMS

= 0.5 x Sqrt(0.73 x 0.27) = 222 mA

(71)

Ripple current ratings for 1812 size ceramic capacitors are typically higher than 2A, more than enough for this
design, and the ESR is approximately 3 m

Ω

.

The input voltage of 48V requires Schottky diodes with a reverse voltage rating greater than 50V. The next
highest standard voltage rating is 60V. Selecting a 60V rated diode provides a large safety margin for the ringing
of the switch node and also makes cross-referencing of diodes from different vendors easier.

The next parameters to be determined are the forward current rating and case size. In this example the high duty
cycle (D = 35.2 / 48 = 73%) places a greater thermal stress on the internal power MOSFET than on D1. The
estimated average diode current is:

I

D

= 0.5 x 0.27 = 135 mA

(72)

A Schottky with a forward current rating of 0.5A would be adequate, however reducing the power dissipation is
critical in this example. Higher current diodes have lower forward voltages, hence a 1A-rated diode will be used.
To determine the proper case size, the dissipation and temperature rise in D1 can be calculated as shown in the
Design Considerations section. V

D

for a case size such as SMA in a 60V, 1A Schottky diode at 0.5A is

approximately 0.35V and the

θ

JA

is 75°C/W. Power dissipation and temperature rise can be calculated as:

P

D

= 0.135 x 0.35 = 47 mW T

RISE

= 0.047 x 75 = 3.5°C

(73)

The bootstrap capacitor C

B

should always be a 10 nF ceramic capacitor with X7R dielectric. A 25V rating is

appropriate for all application circuits. The linear regulator filter capacitor C

F

should always be a 100 nF ceramic

capacitor, also with X7R dielectric and a 25V rating.

To estimate the electrical efficiency of this example the power dissipation in each current carrying element can
be calculated and summed. Electrical efficiency,

η

, should not be confused with the optical efficacy of the circuit,

which depends upon the LEDs themselves.

Total output power, P

O

, is calculated as:

P

O

= I

F

x V

O

= 0.5 x 35.2 = 17.6W

(74)

Copyright © 2006–2013, Texas Instruments Incorporated

29

Product Folder Links: