Texas Instruments LM21215A-1 Evaluation Board LM21215A-1EVM/NOPB LM21215A-1EVM/NOPB 데이터 시트

'

I

P-P

 =

(V

IN

 - V

OUT

) x D

L x f

SW

I

CIN(RMS)

 = 15A

 

0.5 x 0.5 = 7.5A

D =

V

OUT

V

IN

I

CIN(RMS)

 = I

OUT

 

D(1 - D)

PGOOD

This terminal connects to the power good output of the device. This pin is pulled up through a 10 k

Ω

pull-up resistor to V

IN

.

AC INJ

This terminal block allows the user to insert an AC injection signal across a 49.9

Ω

resistor for open-loop

gain bode measurements. A jumper shorts out this resistor when it is not needed.

SWITCH

This terminal allows easy probing of the switch node. Do not apply any external voltage source to this
pin.

VIN_SENSE+,

These terminals allow a sense connection on the board for accurate V

IN

and V

OUT

measurements,

VIN_SENSE-

respectively.

VOUT_SENSE+,

VOUT_SENSE-

This section provides a walk-through of the design process of the LM21215 evaluation board. Unless
otherwise indicated, all equations assume units of amps (A) for current, farads (F) for capacitance, henries
(H) for inductance, and volts (V) for voltages.

The required RMS current rating of the input capacitor for a buck regulator can be estimated by the
following equation:

(1)

The variable D refers to the duty cycle, and can be approximated by:

(2)

From this equation, it follows that the maximum I

CIN(RMS)

requirement will occur at a full 15A load current

with the system operating at 50% duty cycle. Under this condition, the maximum I

CIN(RMS)

is given by:

(3)

Ceramic capacitors feature a very large I

RMS

rating in a small footprint, making a ceramic capacitor ideal

for this application.

The input capacitors also keep the input stable during load transient conditions. If the input capacitance is
too low, the input can drop below the UVLO threshold and cause the device to disable the output. This
may result in repetitive dropout and re-enable oscillation, or "motorboating". To give the user the ability to
operate with a low V

IN

voltage, three 100 µF ceramic capacitors were used on the input.

The value of the inductor was selected to allow the device to achieve a 5V to 1.2V conversion at 500kHz
to provide a peak to peak ripple current of 3.2A, which is about 21% of the maximum output current. To
have an optimized design, generally the peak to peak inductor ripple current should be kept to within 20%
to 40% of the rated output current for a given input voltage, output voltage and operating frequency. The
peak to peak inductor ripple current can be calculated by the equation:

(4)

Once an inductance value is calculated, an actual inductor needs to be selected based on a trade-off
between physical size, efficiency, and current carrying capability. For the LM21215 evaluation board, a
Vishay IHLP4040DZERR56M01 inductor offers a good balance between efficiency (1.8 m

Ω

DCR) and

size.

3

SNVA476A – March 2011 – Revised May 2013

Copyright © 2011–2013, Texas Instruments Incorporated