AN4501 datasheet(2/48 Pages) STMICROELECTRONICS

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AN4501

2/48

DocID026394 Rev 1

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Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Guideline for the selection of external components . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.1

Guideline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2

Application example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

General considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.1

Operating input voltage range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.2

Output voltage and current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.3

Switching frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Selection of the inductor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.1

Converter Duty cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.2

Inductor average current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.3

Inductor peak-to-peak current ripple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4.4

Inductor current ripple ratio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4.5

Inductor peak current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4.6

Input current limiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4.7

Limit of the continuous conduction mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4.8

Inductor RMS current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Selection of the freewheeling diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Selection of the output capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

6.1

Output voltage ripple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

6.1.1

Contribution of the charge and discharge of the bulk capacitance . . . . 27

6.1.2

Contribution of the output capacitor ESR to the output voltage ripple . . 27

6.1.3

Total output voltage ripple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

6.2

Output current ripple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

6.3

Calculation of the output capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Selection of the input capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

7.1

Input voltage ripples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

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