Texas Instruments LM2854-1000 - 1 MHz Buck Regulator LM2854-1000EVAL LM2854-1000EVAL Datenbogen

Cc

 

= 0.075

0.82 30

5.5

100 = 33 pF

Cc(pF) = 

D

Lf(

P

H)Co(

P

F)

V

IN

 (V)

f

loop

 (kHz)

f

LC

 

#

LfCo

1

2

S

=

0.82 

P

H 30 

P

F

1

2

S

= 32.1 kHz

f

ESR

 

#

1

2

S

R

ESR

Co

=

1

2

S

3 m

:

 30 

P

F

= 1.7 MHz

'

V

IN

 =

f

SW

Cin

I

OUT

D(1-D)

1 MHz 100 

P

F

=

4A 0.41 (1 - 0.41)

= 10 mV

I

Cin(RMS)

 = 4A 0.41 (1 - 0.41) = 1.97A

I

Cin(RMS)

 = I

OUT

D(1-D)

The necessary RMS current rating of the input capacitor can be estimated by the following equation:

(7)

From this equation, it follows that the maximum RMS current will occur at full 4A load current with the
system operating at 50% duty cycle.

However, with the specified output voltage, the worst case occurs at minimum input voltage of 2.95V.
Hence, the relevant duty cycle is 0.41 and the maximum RMS current is given by:

(8)

Ceramic capacitors feature a very large RMS current rating in a small footprint making them ideal for this
application. Choosing a 47 µF 10V ceramic capacitor to provide the necessary input capacitance and
assuming 50% capacitance voltage coefficient, the input AC ripple amplitude, neglecting ESR, is:

(9)

When operating near the minimum input voltage, an electrolytic input capacitor is helpful to damp the input
for a typical bench test setup. Essentially, a resonant circuit is formed by the line impedance and input
capacitance. The 6TPE100MPB by Sanyo has 100 µF capacitance and an ESR of 25 m

Ω

. The associated

ESR is stable relative to temperature, and capacitance change is relatively immune to bias voltage.

For improved performance, an 0603 1 µF ceramic AVIN filter capacitor is placed adjacent to the AVIN pin
and referenced to AGND. Together with a 1

Ω

series resistor from PVIN (optional), this small capacitor

helps to filter high frequency noise spikes on the supply rail and prevent these pulses from disturbing the
analog control circuitry of the chip.

A 10 nF soft-start capacitor has been chosen to provide a soft-start time of roughly 4 ms. This will allow
the LM2854 to start up gracefully without triggering over-current protection irrespective of operating
conditions.

The voltage loop crossover frequency, f

loop

, is usually selected between one tenth and one fifth of the

switching frequency:

0.1 f

SW

≤

f

loop

≤

0.2 f

SW

(10)

The complex double pole related to the LC output filter and zero due to the output capacitor ESR are as
follows:

(11)

A simple solution for the required external compensation capacitor, C

COMP

, with type III voltage mode

control can be expressed as follows, where the constant

α

is nominally 0.075 for the 1MHz option.

(12)

Selecting a loop crossover frequency of 100 kHz yields:

(13)

4

SNVA358B – August 2008 – Revised May 2013

Copyright © 2008–2013, Texas Instruments Incorporated