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| s y n c h r o n o u s c u r r e n t - m o d e w i t h c o n s t a n t o n - t i m e , p w m b u c k c o n t r o l l e r a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 i n f o r m a t i o n f u r n i s h e d b y a n a l o g d e v i c e s i s b e l i e v e d t o b e a c c u r a t e a n d r e l i a b l e . h o w e v e r , n o r e s p o n s i b i l i t y i s a s s u m e d b y a n a l o g d e v i c e s f o r i t s u s e , n o r f o r a n y i n f r i n g e m e n t s o f p a t e n t s o r o t h e r r i g h t s o f t h i r d p a r t i e s t h a t m a y r e s u l t f r o m i t s u s e . s p e c i f i c a t i o n s s u b j e c t t o c h a n g e w i t h o u t n o t i c e . n o l i c e n s e i s g r a n t e d b y i m p l i c a t i o n o r o t h e r w i s e u n d e r a n y p a t e n t o r p a t e n t r i g h t s o f a n a l o g d e v i c e s . t r a d e m a r k s a n d r e g i s t e r e d t r a d e m a r k s a r e t h e p r o p e r t y o f t h e i r r e s p e c t i v e o w n e r s . o n e t e c h n o l o g y w a y , p . o . b o x 9 1 0 6 , n o r w o o d , m a 0 2 0 6 2 - 9 1 0 6 , u . s . a . t e l : 7 8 1 . 3 2 9 . 4 7 0 0 w w w . a n a l o g . c o m f a x : 7 8 1 . 4 6 1 . 3 1 1 3 ? 2 0 1 0 a n a l o g d e v i c e s , i n c . a l l r i g h t s r e s e r v e d . f e a t u r e s p o w e r i n p u t v o l t a g e a s l o w a s 2 . 7 5 v t o 2 0 v b i a s s u p p l y v o l t a g e r a n g e : 2 . 7 5 v t o 5 . 5 v m i n i m u m o u t p u t v o l t a g e : 0 . 8 v 0 . 8 v r e f e r e n c e v o l t a g e w i t h 1 . 0 % a c c u r a c y s u p p o r t s a l l n - c h a n n e l m o s f e t p o w e r s t a g e s a v a i l a b l e i n 3 0 0 k h z , 6 0 0 k h z , a n d 1 . 0 m h z o p t i o n s n o c u r r e n t - s e n s e r e s i s t o r r e q u i r e d p o w e r s a v i n g m o d e ( p s m ) f o r l i g h t l o a d s ( a d p 1 8 8 3 o n l y ) r e s i s t o r - p r o g r a m m a b l e c u r r e n t - s e n s e g a i n t h e r m a l o v e r l o a d p r o t e c t i o n s h o r t - c i r c u i t p r o t e c t i o n p r e c i s i o n e n a b l e i n p u t i n t e g r a t e d b o o t s t r a p d i o d e f o r h i g h - s i d e d r i v e 1 4 0 a s h u t d o w n s u p p l y c u r r e n t s t a r t s i n t o a p r e c h a r g e d l o a d s m a l l , 1 0 - l e a d m s o p p a c k a g e a p p l i c a t i o n s t e l e c o m a n d n e t w o r k i n g s y s t e m s m i d t o h i g h e n d s e r v e r s s e t - t o p b o x e s d s p c o r e p o w e r s u p p l i e s t y p i c a l a p p l i c a t i o n s c i r c u i t c o m p / e n b s t f b d r v h g n d s w v d d d r v l p g n d v i n c c c v d d v d d = 2 . 7 5 v t o 5 . 5 v c v d d 2 c c 2 r c r b o t r t o p v o u t v i n = 2 . 7 5 v t o 2 0 v q 1 q 2 r r e s l c o u t v o u t c b s t l o a d c i n a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 0 8 9 0 1 - 0 0 1 f i g u r e 1 . 1 0 0 9 5 9 0 8 5 8 0 7 5 7 0 6 5 6 0 5 5 5 0 4 5 2 5 3 0 3 5 4 0 1 0 0 1 k 1 0 k 1 0 0 k e f f i c i e n c y ( % ) l o a d c u r r e n t ( m a ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 3 . 0 v v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 6 . 5 v v d d = 5 . 5 v , v i n = 5 . 5 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 5 . 5 v v d d = 3 . 6 v , v i n = 5 . 5 v t a = 2 5 c v o u t = 1 . 8 v f s w = 3 0 0 k h z w u r t h i n d u c t o r : 7 4 4 3 2 5 1 2 0 , l = 1 . 2 h , d c r = 1 . 8 m
i n f i n e o n m o s f e t s : b s c 0 4 2 n 0 3 m s g ( u p p e r / l o w e r ) 0 8 9 0 1 - 0 0 2 f i g u r e 2 . a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 e f f i c i e n c y v s . l o a d c u r r e n t ( v o u t = 1 . 8 v , 3 0 0 k h z ) g e n e r a l d e s c r i p t i o n t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 a r e v e r s a t i l e c u r r e n t - m o d e , s y n c h r o n o u s s t e p - d o w n c o n t r o l l e r s t h a t p r o v i d e s u p e r i o r t r a n s i e n t r e s p o n s e , o p t i m a l s t a b i l i t y , a n d c u r r e n t - l i m i t p r o t e c t i o n b y u s i n g a c o n s t a n t o n - t i m e , p s e u d o - f i x e d f r e q u e n c y w i t h a p r o g r a m m a b l e c u r r e n t - l i m i t , c u r r e n t - c o n t r o l s c h e m e . i n a d d i t i o n , t h e s e d e v i c e s o f f e r o p t i m u m p e r f o r m a n c e a t l o w d u t y c y c l e s b y u s i n g v a l l e y c u r r e n t - m o d e c o n t r o l a r c h i t e c t u r e . t h i s a l l o w s t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 t o d r i v e a l l n - c h a n n e l p o w e r s t a g e s t o r e g u l a t e o u t p u t v o l t a g e s a s l o w a s 0 . 8 v . t h e a d p 1 8 8 3 i s t h e p o w e r s a v i n g m o d e ( p s m ) v e r s i o n o f t h e d e v i c e a n d i s c a p a b l e o f p u l s e s k i p p i n g t o m a i n t a i n o u t p u t r e g u l a t i o n w h i l e a c h i e v i n g i m p r o v e d s y s t e m e f f i c i e n c y a t l i g h t l o a d s ( s e e t h e p o w e r s a v i n g m o d e ( p s m ) v e r s i o n ( a d p 1 8 8 3 ) s e c t i o n f o r m o r e i n f o r m a t i o n ) . a v a i l a b l e i n t h r e e f r e q u e n c y o p t i o n s ( 3 0 0 k h z , 6 0 0 k h z , a n d 1 . 0 m h z , p l u s t h e p s m o p t i o n ) , t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 a r e w e l l s u i t e d f o r a w i d e r a n g e o f a p p l i c a t i o n s . t h e s e i c s n o t o n l y o p e r a t e f r o m a 2 . 7 5 v t o 5 . 5 v b i a s s u p p l y , b u t t h e y a l s o c a n a c c e p t a p o w e r i n p u t a s h i g h a s 2 0 v . i n a d d i t i o n , a n i n t e r n a l l y f i x e d s o f t s t a r t p e r i o d i s i n c l u d e d t o l i m i t i n p u t i n - r u s h c u r r e n t f r o m t h e i n p u t s u p p l y d u r i n g s t a r t u p a n d t o p r o v i d e r e v e r s e c u r r e n t p r o t e c t i o n d u r i n g s o f t s t a r t f o r a p r e - c h a r g e d o u t p u t . t h e l o w - s i d e c u r r e n t - s e n s e , c u r r e n t - g a i n s c h e m e a n d i n t e g r a t i o n o f a b o o s t d i o d e , a l o n g w i t h t h e p s m / f o r c e d p u l s e - w i d t h m o d u l a t i o n ( p w m ) o p t i o n , r e d u c e t h e e x t e r n a l p a r t c o u n t a n d i m p r o v e e f f i c i e n c y . t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 o p e r a t e o v e r t h e ? 4 0 c t o + 1 2 5 c j u n c t i o n t e m p e r a t u r e r a n g e a n d a r e a v a i l a b l e i n a 1 0 - l e a d m s o p .
a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 2 o f 4 0 t a b l e o f c o n t e n t s f e a t u r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 a p p l i c a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 t y p i c a l a p p l i c a t i o n s c i r c u i t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 g e n e r a l d e s c r i p t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 r e v i s i o n h i s t o r y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 s p e c i f i c a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 t h e r m a l r e s i s t a n c e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 b o u n d a r y c o n d i t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 e s d c a u t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 p i n c o n f i g u r a t i o n a n d f u n c t i o n d e s c r i p t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 t y p i c a l p e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 b l o c k d i a g r a m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 t h e o r y o f o p e r a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 s t a r t u p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 s o f t s t a r t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 p r e c i s i o n e n a b l e c i r c u i t r y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 u n d e r v o l t a g e l o c k o u t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 t h e r m a l s h u t d o w n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 p r o g r a m m i n g r e s i s t o r ( r e s ) d e t e c t c i r c u i t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 v a l l e y c u r r e n t - l i m i t s e t t i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 h i c c u p m o d e d u r i n g s h o r t c i r c u i t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 s y n c h r o n o u s r e c t i f i e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 p o w e r s a v i n g m o d e ( p s m ) v e r s i o n ( a d p 1 8 8 3 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 t i m e r o p e r a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 p s e u d o - f i x e d f r e q u e n c y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 a p p l i c a t i o n s i n f o r m a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 f e e d b a c k r e s i s t o r d i v i d e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 i n d u c t o r s e l e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 o u t p u t r i p p l e v o l t a g e ( v r r ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 o u t p u t c a p a c i t o r s e l e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 c o m p e n s a t i o n n e t w o r k . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 e f f i c i e n c y c o n s i d e r a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 i n p u t c a p a c i t o r s e l e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 t h e r m a l c o n s i d e r a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 d e s i g n e x a m p l e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 e x t e r n a l c o m p o n e n t r e c o m m e n d a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 l a y o u t c o n s i d e r a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 i c s e c t i o n ( l e f t s i d e o f e v a l u a t i o n b o a r d ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6 p o w e r s e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6 d i f f e r e n t i a l s e n s i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6 t y p i c a l a p p l i c a t i o n s c i r c u i t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 d u a l - i n p u t , 3 0 0 k h z h i g h c u r r e n t a p p l i c a t i o n s c i r c u i t . . . . . 3 7 s i n g l e - i n p u t , 6 0 0 k h z a p p l i c a t i o n s c i r c u i t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 d u a l - i n p u t , 3 0 0 k h z h i g h c u r r e n t a p p l i c a t i o n s c i r c u i t . . . . . 3 8 o u t l i n e d i m e n s i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9 o r d e r i n g g u i d e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9 r e v i s i o n h i s t o r y 4 / 1 0 ? r e v i s i o n 0 : i n i t i a l v e r s i o n a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 3 o f 4 0 s p e c i f i c a t i o n s a l l l i m i t s a t t e m p e r a t u r e e x t r e m e s a r e g u a r a n t e e d v i a c o r r e l a t i o n u s i n g s t a n d a r d s t a t i s t i c a l q u a l i t y c o n t r o l ( s q c ) . v d d = 5 v , b s t ? s w = 5 v , v i n = 1 3 v . t h e s p e c i f i c a t i o n s a r e v a l i d f o r t j = ? 4 0 c t o + 1 2 5 c , u n l e s s o t h e r w i s e s p e c i f i e d . t a b l e 1 . p a r a m e t e r s y m b o l c o n d i t i o n s m i n t y p m a x u n i t p o w e r s u p p l y c h a r a c t e r i s t i c s h i g h i n p u t v o l t a g e r a n g e v i n a d p 1 8 8 2 a r m z - 0 . 3 / a d p 1 8 8 3 a r m z - 0 . 3 ( 3 0 0 k h z ) 2 . 7 5 1 2 2 0 v a d p 1 8 8 2 a r m z - 0 . 6 / a d p 1 8 8 3 a r m z - 0 . 6 ( 6 0 0 k h z ) 2 . 7 5 1 2 2 0 v a d p 1 8 8 2 a r m z - 1 . 0 / a d p 1 8 8 3 a r m z - 1 . 0 ( 1 . 0 m h z ) 3 . 0 1 2 2 0 v l o w i n p u t v o l t a g e r a n g e v d d c i n = 1 f t o p g n d , c i n = 0 . 2 2 f t o g n d a d p 1 8 8 2 a r m z - 0 . 3 / a d p 1 8 8 3 a r m z - 0 . 3 ( 3 0 0 k h z ) 2 . 7 5 5 5 . 5 v a d p 1 8 8 2 a r m z - 0 . 6 / a d p 1 8 8 3 a r m z - 0 . 6 ( 6 0 0 k h z ) 2 . 7 5 5 5 . 5 v a d p 1 8 8 2 a r m z - 1 . 0 / a d p 1 8 8 3 a r m z - 1 . 0 ( 1 . 0 m h z ) 3 . 0 5 5 . 5 v q u i e s c e n t c u r r e n t i q _ d d + i q _ b s t f b = 1 . 5 v , n o s w i t c h i n g 1 . 1 m a s h u t d o w n c u r r e n t i d d , s d + i b s t , s d c o m p / e n < 2 8 5 m v 1 4 0 2 1 5 a u n d e r v o l t a g e l o c k o u t u v l o r i s i n g v d d ( s e e f i g u r e 3 5 f o r t e m p e r a t u r e v a r i a t i o n ) 2 . 6 5 v u v l o h y s t e r e s i s f a l l i n g v d d f r o m o p e r a t i o n a l s t a t e 1 9 0 m v s o f t s t a r t s o f t s t a r t p e r i o d s e e f i g u r e 5 8 3 . 0 m s e r r o r a m p l i f i e r f b r e g u l a t i o n v o l t a g e v f b t j = 2 5 c 8 0 0 m v t j = ? 4 0 c t o + 8 5 c 7 9 5 . 3 8 0 0 8 0 5 . 5 m v t j = ? 4 0 c t o + 1 2 5 c 7 9 2 . 8 8 0 0 8 0 8 . 0 m v t r a n s c o n d u c t a n c e g m 3 0 0 5 2 0 7 3 0 s f b i n p u t l e a k a g e c u r r e n t i f b , l e a k f b = 0 . 8 v , c o m p / e n = r e l e a s e d 1 5 0 n a c u r r e n t - s e n s e a m p l i f i e r g a i n p r o g r a m m i n g r e s i s t o r ( r e s ) v a l u e f r o m d r v l t o p g n d r e s = 4 7 k 1 % 2 . 9 8 3 . 4 3 . 7 v / v r e s = 2 2 k 1 % 6 6 . 6 7 . 4 v / v r e s = n o n e 2 4 . 1 2 6 . 7 2 9 . 3 v / v r e s = 1 0 0 k 1 % 1 2 . 1 1 3 . 4 1 4 . 7 v / v s w i t c h i n g f r e q u e n c y t y p i c a l v a l u e s m e a s u r e d a t 5 0 % t i m e p o i n t s w i t h 0 n f a t d r v h a n d d r v l ; m a x i m u m v a l u e s a r e g u a r a n t e e d b y b e n c h e v a l u a t i o n 1 a d p 1 8 8 2 a r m z - 0 . 3 / a d p 1 8 8 3 a r m z - 0 . 3 ( 3 0 0 k h z ) 3 0 0 k h z o n t i m e v i n = 5 v , v o u t = 2 v , t j = 2 5 c 1 1 1 5 1 2 0 0 1 2 8 5 n s m i n i m u m o n t i m e v i n = 2 0 v 1 4 5 1 9 0 n s m i n i m u m o f f t i m e 8 4 % d u t y c y c l e ( m a x i m u m ) 3 4 0 4 0 0 n s a d p 1 8 8 2 a r m z - 0 . 6 / a d p 1 8 8 3 a r m z - 0 . 6 ( 6 0 0 k h z ) 6 0 0 k h z o n t i m e v i n = 5 v , v o u t = 2 v , t j = 2 5 c 4 9 0 5 4 0 5 8 5 n s m i n i m u m o n t i m e v i n = 2 0 v , v o u t = 0 . 8 v 8 2 1 1 0 n s m i n i m u m o f f t i m e 6 5 % d u t y c y c l e ( m a x i m u m ) 3 4 0 4 0 0 n s a d p 1 8 8 2 a r m z - 1 . 0 / a d p 1 8 8 3 a r m z - 1 . 0 ( 1 . 0 m h z ) 1 . 0 m h z o n t i m e v i n = 5 v , v o u t = 2 v , t j = 2 5 c 2 8 0 3 1 2 3 4 0 n s m i n i m u m o n t i m e v i n = 2 0 v 6 0 8 5 n s m i n i m u m o f f t i m e 4 5 % d u t y c y c l e ( m a x i m u m ) 3 4 0 4 0 0 n s a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 4 o f 4 0 p a r a m e t e r s y m b o l c o n d i t i o n s m i n t y p m a x u n i t o u t p u t d r i v e r c h a r a c t e r i s t i c s h i g h - s i d e d r i v e r o u t p u t s o u r c e r e s i s t a n c e i s o u r c e = 1 . 5 a , 1 0 0 n s , p o s i t i v e p u l s e ( 0 v t o 5 v ) 2 3 . 5 o u t p u t s i n k r e s i s t a n c e i s i n k = 1 . 5 a , 1 0 0 n s , n e g a t i v e p u l s e ( 5 v t o 0 v ) 0 . 8 2 r i s e t i m e 2 t r , d r v h b s t ? s w = 4 . 4 v , c i n = 4 . 3 n f ( s e e f i g u r e 6 0 ) 2 5 n s f a l l t i m e 2 t f , d r v h b s t ? s w = 4 . 4 v , c i n = 4 . 3 n f ( s e e f i g u r e 6 1 ) 1 1 n s l o w - s i d e d r i v e r o u t p u t s o u r c e r e s i s t a n c e i s o u r c e = 1 . 5 a , 1 0 0 n s , p o s i t i v e p u l s e ( 0 v t o 5 v ) 1 . 7 3 o u t p u t s i n k r e s i s t a n c e i s i n k = 1 . 5 a , 1 0 0 n s , n e g a t i v e p u l s e ( 5 v t o 0 v ) 0 . 7 5 2 r i s e t i m e 2 t r , d r v l v d d = 5 . 0 v , c i n = 4 . 3 n f ( s e e f i g u r e 6 1 ) 1 8 n s f a l l t i m e 2 t f , d r v l v d d = 5 . 0 v , c i n = 4 . 3 n f ( s e e f i g u r e 6 0 ) 1 6 n s p r o p a g a t i o n d e l a y s d r v l f a l l t o d r v h r i s e 2 t t p d h , d r v h b s t ? s w = 4 . 4 v ( s e e f i g u r e 6 0 ) 2 2 n s d r v h f a l l t o d r v l r i s e 2 t t p d h , d r v l b s t ? s w = 4 . 4 v ( s e e f i g u r e 6 1 ) 2 4 n s s w l e a k a g e c u r r e n t i s w , l e a k b s t = 2 5 v , s w = 2 0 v , v d d = 5 . 5 v 1 1 0 a i n t e g r a t e d r e c t i f i e r c h a n n e l i m p e d a n c e i s i n k = 1 0 m a 2 2 p r e c i s i o n e n a b l e t h r e s h o l d l o g i c h i g h l e v e l v i n = 2 . 7 5 v t o 2 0 v , v d d = 2 . 7 5 v t o 5 . 5 v 2 3 5 2 8 5 3 3 0 m v e n a b l e h y s t e r e s i s v i n = 2 . 7 5 v t o 2 0 v , v d d = 2 . 7 5 v t o 5 . 5 v 3 5 m v c o m p v o l t a g e c o m p c l a m p l o w v o l t a g e v c o m p ( l o w ) f r o m d i s a b l e s t a t e , r e l e a s e c o m p / e n p i n t o e n a b l e d e v i c e ; 2 . 7 5 v v d d 5 . 5 v 0 . 4 7 v c o m p c l a m p h i g h v o l t a g e v c o m p ( h i g h ) 2 . 7 5 v v d d 5 . 5 v 2 . 5 5 v c o m p z e r o c u r r e n t t h r e s h o l d v c o m p _ z c t 2 . 7 5 v v d d 5 . 5 v 0 . 9 5 v t h e r m a l s h u t d o w n t t m s d t h e r m a l s h u t d o w n t h r e s h o l d r i s i n g t e m p e r a t u r e 1 5 5 c t h e r m a l s h u t d o w n h y s t e r e s i s 1 5 c h i c c u p c u r r e n t l i m i t t i m i n g 6 m s d e 1 t h e m a x i m u m s p e c i f i e d v a l u e s a r e w i t h t h e c l o s e d l o o p m e a s u r e d a t 1 0 % t o 9 0 % t i m e p o i n t s ( s e e a n d , c g a t e = 4 . 3 n f , a n d t h e u p p e r - s i d e a n d l o w e r - s i m o s f e t s s p e c i f i e d a s i n f i n e o n b s c 0 4 2 n 0 3 0 m s g . f i g u r e 6 0 f i g u r e 6 1 ) 2 n o t a u t o m a t i c t e s t e q u i p m e n t ( a t e ) t e s t e d . a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 5 o f 4 0 a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g s t a b l e 2 . p a r a m e t e r r a t i n g v d d t o g n d ? 0 . 3 v t o + 6 v v i n t o p g n d ? 0 . 3 v t o + 2 8 v f b , c o m p / e n t o g n d ? 0 . 3 v t o ( v d d + 0 . 3 v ) d r v l t o p g n d ? 0 . 3 v t o ( v d d + 0 . 3 v ) s w t o p g n d ? 2 . 0 v t o + 2 8 v b s t t o s w ? 0 . 8 v t o ( v d d + 0 . 3 v ) b s t t o p g n d ? 0 . 3 v t o 2 8 v d r v h t o s w ? 0 . 3 v t o v d d p g n d t o g n d r 0 . 3 v j a ( 1 0 - l e a d m s o p ) 2 - l a y e r b o a r d 2 1 3 . 1 c / w 4 - l a y e r b o a r d 1 7 1 . 7 c / w o p e r a t i n g j u n c t i o n t e m p e r a t u r e r a n g e ? 4 0 c t o + 1 2 5 c s t o r a g e t e m p e r a t u r e r a n g e ? 6 5 c t o + 1 5 0 c s o l d e r i n g c o n d i t i o n s j e d e c j - s t d - 0 2 0 m a x i m u m s o l d e r i n g l e a d t e m p e r a t u r e ( 1 0 s e c ) 3 0 0 c s t r e s s e s a b o v e t h o s e l i s t e d u n d e r a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g s m a y c a u s e p e r m a n e n t d a m a g e t o t h e d e v i c e . t h i s i s a s t r e s s r a t i n g o n l y ; f u n c t i o n a l o p e r a t i o n o f t h e d e v i c e a t t h e s e o r a n y o t h e r c o n d i t i o n s a b o v e t h o s e i n d i c a t e d i n t h e o p e r a t i o n a l s e c t i o n o f t h i s s p e c i f i c a t i o n i s n o t i m p l i e d . e x p o s u r e t o a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g c o n d i t i o n s f o r e x t e n d e d p e r i o d s m a y a f f e c t d e v i c e r e l i a b i l i t y . a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g s a p p l y i n d i v i d u a l l y o n l y , n o t i n c o m b i n a t i o n . u n l e s s o t h e r w i s e s p e c i f i e d , a l l o t h e r v o l t a g e s a r e r e f e r e n c e d t o p g n d . t h e r m a l r e s i s t a n c e j a i s s p e c i f i e d f o r t h e w o r s t - c a s e c o n d i t i o n s , t h a t i s , a d e v i c e s o l d e r e d i n a c i r c u i t b o a r d f o r s u r f a c e - m o u n t p a c k a g e s . t a b l e 3 . t h e r m a l r e s i s t a n c e p a c k a g e t y p e j a 1 u n i t j a ( 1 0 - l e a d m s o p ) 2 - l a y e r b o a r d 2 1 3 . 1 c / w 4 - l a y e r b o a r d 1 7 1 . 7 c / w 1 j a i s s p e c i f i e d f o r t h e w o r s t - c a s e c o n d i t i o n s ; t h a t i s , j a i s s p e c i f i e d f o r d e v i c e s o l d e r e d i n a c i r c u i t b o a r d f o r s u r f a c e - m o u n t p a c k a g e s . b o u n d a r y c o n d i t i o n i n d e t e r m i n i n g t h e v a l u e s g i v e n i n t a b l e 2 a n d t a b l e 3 , n a t u r a l c o n v e c t i o n w a s u s e d t o t r a n s f e r h e a t t o a 4 - l a y e r e v a l u a t i o n b o a r d . e s d c a u t i o n a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 6 o f 4 0 p i n c o n f i g u r a t i o n a n d f u n c t i o n d e s c r i p t i o n s v i n 1 c o m p / e n 2 b s t 1 0 s w 9 f b 3 g n d 4 v d d 5 d r v h 8 p g n d 7 d r v l 6 a d p 1 8 8 3 t o p v i e w ( n o t t o s c a l e ) a d p 1 8 8 2 / 0 8 9 0 1 - 0 0 3 f i g u r e 3 . p i n c o n f i g u r a t i o n t a b l e 4 . p i n f u n c t i o n d e s c r i p t i o n s p i n n o . m n e m o n i c d e s c r i p t i o n 1 v i n h i g h i n p u t v o l t a g e . c o n n e c t v i n t o t h e d r a i n o f t h e u p p e r - s i d e m o s f e t . 2 c o m p / e n o u t p u t o f t h e i n t e r n a l e r r o r a m p l i f i e r / i c e n a b l e . w h e n t h i s p i n f u n c t i o n s a s e n , a p p l y i n g 0 v t o t h i s p i n d i s a b l e s t h e i c . 3 f b n o n i n v e r t i n g i n p u t o f t h e i n t e r n a l e r r o r a m p l i f i e r . t h i s i s t h e n o d e w h e r e t h e f e e d b a c k r e s i s t o r i s c o n n e c t e d . 4 g n d a n a l o g g r o u n d r e f e r e n c e p i n o f t h e i c . a l l s e n s i t i v e a n a l o g c o m p o n e n t s s h o u l d b e c o n n e c t e d t o t h i s g r o u n d p l a n e ( s e e t h e l a y o u t c o n s i d e r a t i o n s s e c t i o n ) . 5 v d d b i a s v o l t a g e s u p p l y f o r t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 c o n t r o l l e r , i n c l u d i n g t h e o u t p u t g a t e d r i v e r s . a b y p a s s c a p a c i t o r o f 1 f d i r e c t l y f r o m t h i s p i n t o p g n d a n d a 0 . 1 f a c r o s s v d d a n d g n d a r e r e c o m m e n d e d . 6 d r v l d r i v e o u t p u t f o r t h e e x t e r n a l l o w e r - s i d e n - c h a n n e l m o s f e t . t h i s p i n a l s o s e r v e s a s t h e c u r r e n t - s e n s e g a i n s e t t i n g p i n ( s e e f i g u r e 6 9 ) . 7 p g n d p o w e r g n d . g r o u n d f o r t h e l o w e r - s i d e g a t e d r i v e r a n d l o w e r - s i d e n - c h a n n e l m o s f e t . 8 d r v h d r i v e o u t p u t f o r t h e e x t e r n a l u p p e r - s i d e , n - c h a n n e l m o s f e t . 9 s w s w i t c h n o d e c o n n e c t i o n . 1 0 b s t b o o t s t r a p f o r t h e u p p e r - s i d e m o s f e t g a t e d r i v e c i r c u i t r y . a n i n t e r n a l b o o t r e c t i f i e r ( d i o d e ) i s c o n n e c t e d b e t w e e n v d d a n d b s t . a c a p a c i t o r f r o m b s t t o s w i s r e q u i r e d . a n e x t e r n a l s c h o t t k y d i o d e c a n a l s o b e c o n n e c t e d b e t w e e n v d d a n d b s t f o r i n c r e a s e d g a t e d r i v e c a p a b i l i t y . a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 7 o f 4 0 t y p i c a l p e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c s w u r t h i n d : 7 4 4 3 5 5 1 4 7 , l = 0 . 4 7 h , d c r : 0 . 8 0 m i n f e n i o n f e t s : b s c 0 4 2 n 0 3 m s g ( u p p e r / l o w e r ) t a = 2 5 c 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 1 0 0 e f f i c i e n c y ( % ) 1 0 0 1 5 2 5 3 5 2 0 3 0 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 1 0 0 1 0 0 k 1 0 k 1 k e f f i c i e n c y ( % ) l o a d c u r r e n t ( m a ) 1 0 0 1 k 1 0 k 1 0 0 k l o a d c u r r e n t ( m a ) v d d = 3 . 6 v , v i n = 5 . 5 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 5 . 5 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 3 v ( p s m ) v d d = 3 . 6 v , v i n = 1 6 . 5 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 5 . 5 v v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 6 . 5 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 3 v ( p s m ) v d d = 3 . 6 v , v i n = 1 3 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 5 . 5 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 3 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 5 . 5 v v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 3 v v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 6 . 5 v ( p s m ) 0 8 9 0 1 - 0 0 7 v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 6 . 5 v v d d = 3 . 6 v , v i n = 5 . 5 v w u r t h i n d u c t o r : 7 4 4 3 5 5 0 7 2 , l = 0 . 7 2 h , d c r : 1 . 6 5 m ? i n f i n e o n f e t s : b s c 0 4 2 n 0 3 m s g ( u p p e r / l o w e r ) r o n : 5 . 4 m ? t a = 2 5 c 0 8 9 0 1 - 0 0 4 f i g u r e 4 . e f f i c i e n c y ? 3 0 0 k h z , v o u t = 0 . 8 v 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 1 0 0 e f f i c i e n c y ( % ) f i g u r e 7 . e f f i c i e n c y ? 6 0 0 k h z , v o u t = 0 . 8 v 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 1 0 0 1 0 0 1 k 1 0 k 1 0 0 k e f f i c i e n c y ( % ) l o a d c u r r e n t ( m a ) 1 0 0 1 k 1 0 k 1 0 0 k l o a d c u r r e n t ( m a ) w u r t h i n d u c t o r : 7 4 4 3 2 5 2 1 0 0 , l = 1 . 0 h , d c r : 3 . 3 m i n f i n e o n m o s f e t s : b s c 0 4 2 n 0 3 m s g ( u p p e r / l o w e r ) r o n : 5 . 4 m ? t a = 2 5 c v d d = 5 . 5 v , v i n = 5 . 5 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 5 . 5 v v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 6 . 5 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 6 . 5 v v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 3 v v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 3 v ( p s m ) v d d = 3 . 6 v , v i n = 5 . 5 v 0 8 9 0 1 - 0 0 5 f i g u r e 5 . e f f i c i e n c y ? 3 0 0 k h z , v o u t = 1 . 8 v 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 1 0 0 e f f i c i e n c y ( % ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 5 . 5 v v d d = 3 . 6 v , v i n = 5 . 5 v v d d = 5 . 5 v , v i n = 5 . 5 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 6 . 5 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 3 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 6 . 5 v v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 3 v w u r t h i n d u c t o r : 7 4 4 3 2 5 0 7 2 , l = 0 . 7 2 h , d c r : 1 . 6 5 m ? i n f i n e o n f e t s : b s c 0 4 2 n 0 3 m s g ( u p p e r / l o w e r ) r o n : 5 . 4 m ? t a = 2 5 c 8 9 0 1 - 0 0 8 0 f i g u r e 8 . e f f i c i e n c y ? 6 0 0 k h z , v o u t = 1 . 8 v 0 8 1 0 0 1 k 1 0 k 1 0 0 k l o a d c u r r e n t ( m a ) t a = 2 5 c v o u t = 1 . 8 v f s w = 3 0 0 k h z w u r t h i n d u c t o r : 7 4 4 3 5 5 2 0 0 , l = 2 h , d c r : 2 . 5 m ? i n f i n e o n m o s f e t s : b s c 0 4 2 n 0 3 m s g ( u p p e r / l o w e r ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 6 . 5 v ( p s m ) v d d = 2 . 7 v , v i n = 1 6 . 5 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 6 . 5 v v d d = 3 . 6 v , v i n = 1 6 . 5 v v d d = 2 . 7 v , v i n = 1 3 v v d d = 3 . 6 v , v i n = 1 3 v v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 3 v 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 1 0 0 1 0 0 1 k 1 0 k 1 0 0 k e f f i c i e n c y ( % ) v d d = 5 . 5 v / v i n = 1 3 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v / v i n = 1 3 v v d d = 3 . 6 v / v i n = 1 3 v v d d = 5 . 5 v / v i n = 1 6 . 5 v t a = 2 5 c v o u t = 5 v , v i n = 1 3 v f s w = 6 0 0 k h z w u r t h i n d u c t o r : 7 4 4 3 5 5 2 1 0 0 , l = 1 . 0 h , d c r : 3 . 3 m ? i n f i n e o n m o s f e t s : b s c 0 4 2 n 0 3 m s g ( u p p e r / l o w e r ) 9 0 1 - 0 0 9 0 8 9 0 1 - 0 0 6 f i g u r e 6 . e f f i c i e n c y ? 3 0 0 k h z , v o u t = 7 v l o a d c u r r e n t ( m a ) f i g u r e 9 . e f f i c i e n c y ? 6 0 0 k h z , v o u t = 5 v a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 8 o f 4 0 0 8 9 0 1 - 0 1 0 2 0 1 0 0 1 k 1 0 k 1 0 0 k l o a d c u r r e n t ( m a ) 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 1 0 0 e f f i c i e n c y ( % ) v d d = 5 . 5 v / v i n = 5 . 5 v ( p s m ) v d d = 3 . 6 v / v i n = 3 . 6 v v d d = 5 . 5 v / v i n = 1 3 v v d d = 3 . 6 v / v i n = 1 3 v v d d = 5 . 5 v / v i n = 1 6 . 5 v t a = 2 5 c v o u t = 0 . 8 v , v i n = 5 . 5 v f s w = 1 m h z w u r t h i n d u c t o r : 7 4 4 3 0 3 0 2 2 , l = 0 . 2 2 h , d c r : 0 . 3 3 m ? i n f i n e o n m o s f e t s : b s c 0 4 2 n 0 3 m s g ( u p p e r / l o w e r ) v d d = 5 . 5 v / v i n = 5 . 5 v f i g u r e 1 0 . e f f i c i e n c y ? 1 . 0 m h z , v o u t = 0 . 8 v 0 8 9 0 1 - 0 1 1 2 0 1 0 0 1 k 1 0 k 1 0 0 k l o a d c u r r e n t ( m a ) 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 1 0 0 e f f i c i e n c y ( % ) v d d = 5 . 5 v / v i n = 5 . 5 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v / v i n = 5 . 5 v v d d = 3 . 6 v / v i n = 1 3 v v d d = 5 . 5 v / v i n = 1 3 v v d d = 3 . 6 v / v i n = 1 6 . 5 v v d d = 5 . 5 v / v i n = 1 6 . 5 v t a = 2 5 c v o u t = 1 . 8 v , v i n = 5 . 5 v f s w = 1 m h z w u r t h i n d u c t o r : 7 4 4 3 0 3 0 2 2 , l = 0 . 2 2 h , d c r : 0 . 3 3 m ? i n f i n e o n m o s f e t s : b s c 0 4 2 n 0 3 m s g ( u p p e r / l o w e r ) 0 8 9 0 1 - 0 1 2 f i g u r e 1 1 . e f f i c i e n c y ? 1 . 0 m h z , v o u t = 1 . 8 v 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 1 0 0 1 0 0 1 k 1 0 k e f f i c i e n c y ( % ) l o a d c u r r e n t ( m a ) v d d = 5 . 5 v / v i n = 1 6 . 5 v ( p s m ) v d d = 5 . 5 v / v i n = 1 6 . 5 v v d d = 5 . 5 v / v i n = 1 3 v t a = 2 5 c v o u t = 4 v , v i n = 1 6 . 5 v f s w = 1 m h z w u r t h i n d u c t o r : 7 4 4 3 1 8 1 8 0 , l = 1 . 4 h , d c r : 3 . 2 m ? i n f i n e o n m o s f e t s : b s c 0 4 2 n 0 3 m s g ( u p p e r / l o w e r ) f i g u r e 1 2 . e f f i c i e n c y ? 1 . 0 m h z , v o u t = 4 v 0 8 9 0 1 - 0 1 3 0 2 k 4 k 6 k 8 k 1 0 k 1 2 k 1 4 k 1 6 k o u t p u t v o l t a g e ( v ) l o a d c u r r e n t ( m a ) 0 . 7 9 0 0 . 7 9 2 0 . 7 9 4 0 . 7 9 6 0 . 7 9 8 0 . 8 0 0 0 . 8 0 2 0 . 8 0 4 0 . 8 0 6 0 . 8 0 8 0 . 8 1 0 0 . 8 1 2 0 . 8 1 4 0 . 8 1 6 0 . 8 1 8 0 . 8 2 0 v i n = 1 6 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 5 . 5 v v i n = 1 3 v 0 8 9 0 1 - 0 1 4 f i g u r e 1 3 . o u t p u t v o l t a g e a c c u r a c y ? 3 0 0 k h z , v o u t = 0 . 8 v 0 1 . 5 k 3 . 0 k 4 . 5 k 6 . 0 k 7 . 5 k 9 . 0 k 1 0 . 5 k 1 2 . 0 k 1 3 . 5 k 1 5 . 0 k o u t p u t v o l t a g e ( v ) l o a d c u r r e n t ( m a ) v i n = 1 6 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 5 . 5 v v i n = 1 3 v 1 . 7 8 4 1 . 8 0 9 1 . 8 0 4 1 . 7 9 9 1 . 7 9 4 1 . 7 8 9 f i g u r e 1 4 . o u t p u t v o l t a g e a c c u r a c y ? 3 0 0 k h z , v o u t = 1 . 8 v 0 8 9 0 1 - 0 1 5 0 1 k 2 k 3 k 4 k 5 k 6 k 7 k 8 k 9 k 1 0 k l o a d c u r r e n t ( m a ) o u t p u t v o l t a g e ( v ) 6 . 9 0 5 6 . 9 7 0 6 . 9 6 5 6 . 9 6 0 6 . 9 5 5 6 . 9 5 0 6 . 9 4 5 6 . 9 4 0 6 . 9 3 0 6 . 9 3 5 6 . 9 2 5 6 . 9 2 0 6 . 9 1 5 6 . 9 1 0 + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v d d = 3 . 6 v , v i n = 1 6 . 5 v v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 3 v v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 6 . 5 v v d d = 3 . 6 v , v i n = 1 3 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c f i g u r e 1 5 . o u t p u t v o l t a g e a c c u r a c y ? 3 0 0 k h z , v o u t = 7 v a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 9 o f 4 1 1 5 0 0 8 9 0 1 - 0 . 7 9 5 0 . 7 9 7 0 . 7 9 9 0 . 8 0 1 0 . 8 0 3 0 . 8 0 5 0 . 8 0 7 0 . 8 0 9 0 . 8 1 1 0 . 8 1 3 0 . 8 1 5 0 . 8 1 7 0 . 8 1 9 0 . 8 2 1 0 . 8 2 3 0 . 8 2 5 0 . 8 2 7 0 . 8 2 9 o u t p u t v o l t a g e ( v ) 0 2 k 4 k 0 6 k 8 k 1 0 k 1 2 k 1 4 k l o a d c u r r e n t ( m a ) + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 1 6 . 5 v v i n = 1 3 v v i n = 1 6 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c f i g u r e 1 6 . o u t p u t v o l t a g e a c c u r a c y ? 6 0 0 k h z , v o u t = 0 . 8 v 0 8 9 0 1 - 0 1 6 o u t p u t v o l t a g e ( v ) l o a d c u r r e n t ( m a ) 0 1 . 5 k 3 . 0 k 4 . 5 k 6 . 0 k 7 . 5 k 9 . 0 k 1 0 . 5 k 1 2 . 0 k 1 3 . 5 k 1 5 . 0 k 1 . 7 8 6 1 . 7 8 8 1 . 7 9 0 1 . 7 9 2 1 . 7 9 4 1 . 7 9 6 1 . 7 9 8 1 . 8 0 0 1 . 8 0 2 1 . 8 0 4 1 . 8 0 6 + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 5 . 5 v v i n = 1 3 v v i n = 1 6 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c 0 8 9 0 1 - 0 1 7 f i g u r e 1 7 . o u t p u t v o l t a g e a c c u r a c y ? 6 0 0 k h z , v o u t = 1 . 8 v 0 1 k 2 k 3 k 4 k 5 k 6 k 7 k 8 k 9 k 1 0 k l o a d c u r r e n t ( m a ) 4 . 9 7 5 4 . 9 7 0 o u t p u t v o l t a g e ( v ) 5 . 0 1 5 5 . 0 1 0 5 . 0 0 5 5 . 0 0 0 4 . 9 9 5 4 . 9 9 0 4 . 9 8 5 4 . 9 8 0 + 1 2 5 c v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 3 v v d d = 5 . 5 v , v i n = 1 6 . 5 v + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c f i g u r e 1 8 . o u t p u t v o l t a g e a c c u r a c y ? 6 0 0 k h z , v o u t = 5 v 0 8 9 0 1 - 0 1 8 0 2 k 4 k 6 k 8 k 1 0 k 1 2 k o u t p u t v o l t a g e ( v ) l o a d c u r r e n t ( m a ) v i n = 1 6 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 5 . 5 v v i n = 1 3 v 0 . 8 2 0 0 . 8 1 8 0 . 8 1 6 0 . 8 1 4 0 . 8 1 2 0 . 8 1 0 0 . 8 0 8 0 . 8 0 6 0 . 8 0 4 0 . 8 0 2 0 . 8 0 0 0 . 7 9 8 0 . 7 9 6 0 . 7 9 4 0 . 7 9 2 0 . 7 9 0 f i g u r e 1 9 . o u t p u t v o l t a g e a c c u r a c y ? 1 . 0 m h z , v o u t = 0 . 8 v 0 1 . 5 k 3 . 0 k 4 . 5 k 6 . 0 k 7 . 5 k 9 . 0 k 1 0 . 5 k 1 2 . 0 k 1 3 . 5 k 1 5 . 0 k o u t p u t v o l t a g e ( v ) l o a d c u r r e n t ( m a ) v i n = 1 6 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 5 . 5 v v i n = 1 3 v 1 . 8 0 8 1 . 8 0 6 1 . 8 0 4 1 . 8 0 2 1 . 8 0 0 1 . 7 9 8 1 . 7 9 6 1 . 7 9 4 1 . 7 9 2 1 . 7 9 0 1 . 7 8 8 1 . 7 8 6 1 . 7 8 4 1 . 7 8 2 1 . 7 8 0 0 8 9 0 1 - 0 1 9 f i g u r e 2 0 . o u t p u t v o l t a g e a c c u r a c y ? 1 . 0 m h z , v o u t = 1 . 8 v 0 8 9 0 1 - 0 2 0 4 . 0 6 0 o u t p u t v o l t a g e ( v ) 4 . 0 5 5 4 . 0 5 0 4 . 0 4 5 4 . 0 4 0 4 . 0 3 5 4 . 0 3 0 4 . 0 2 5 4 . 0 2 0 4 . 0 1 5 4 . 0 1 0 4 . 0 0 5 4 . 0 0 0 v i n = 1 6 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 1 3 v 0 8 . 0 k 1 . 6 k 2 . 4 k 3 . 2 k 4 . 0 k 4 . 8 k 5 . 6 k 6 . 4 k 7 . 2 k 8 . 0 k l o a d c u r r e n t ( m a ) f i g u r e 2 1 . o u t p u t v o l t a g e a c c u r a c y ? 1 . 0 m h z , v o u t = 4 v a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 1 0 o f 4 0 1 0 8 9 0 1 - 0 2 0 . 7 9 6 f e e d b a c k v o l 0 . 7 9 7 0 . 7 9 8 0 . 7 9 9 0 . 8 0 0 0 . 8 0 1 0 . 8 0 2 0 . 8 0 3 0 . 8 0 4 ? 4 0 . 0 ? 7 . 5 2 5 . 0 5 7 . 5 9 0 . 0 1 2 2 . 5 t a g e ( v ) t e m p e r a t u r e ( c ) v d d = 2 . 7 v , v i n = 2 . 7 / 3 . 6 v v d d = 3 . 6 v , v i n = 3 . 6 v t o 1 6 . 5 v v d d = 5 . 5 v , v i n = 5 . 5 / 1 3 v / 1 6 . 5 v f i g u r e 2 2 . f e e d b a c k v o l t a g e v s . t e m p e r a t u r e 0 8 9 0 1 - 0 2 2 2 2 5 2 3 5 1 0 . 8 1 1 . 0 1 1 . 2 1 1 . 4 1 1 . 6 1 1 . 8 1 2 . 0 1 2 . 2 1 2 . 4 1 2 . 6 1 2 . 8 1 3 . 0 1 3 . 2 2 4 5 2 5 5 2 6 5 2 7 5 2 8 5 2 9 5 3 0 5 3 1 5 3 2 5 3 3 5 f r e q u e n c y ( k h z ) v i n ( v ) v d d = 5 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v d d = 3 . 6 v f i g u r e 2 3 . s w i t c h i n g f r e q u e n c y v s . h i g h i n p u t v o l t a g e , 3 0 0 k h z , 1 0 % o f 1 2 v 0 8 9 0 1 - 0 2 3 4 0 0 1 0 . 8 1 1 . 0 1 1 . 2 1 1 . 4 1 1 . 6 1 1 . 8 1 2 . 0 1 2 . 2 1 2 . 4 1 2 . 6 1 2 . 8 1 3 . 0 1 3 . 2 v i n ( v ) 4 5 0 5 0 0 5 5 0 6 0 0 6 5 0 f r e q u e n c y ( k h z ) v d d = 5 . 5 v + 1 2 5 c + 1 2 5 c v o u t = 1 . 8 v + 2 5 c ? 4 0 c + 2 5 c ? 4 0 c 0 8 9 0 1 - 0 2 4 f i g u r e 2 4 . s w i t c h i n g f r e q u e n c y v s . h i g h i n p u t v o l t a g e , 6 0 0 k h z , v o u t = 1 . 8 v , 1 0 % o f 1 2 v 5 5 0 6 0 0 6 5 0 7 0 0 7 5 0 8 0 0 8 5 0 9 0 0 9 5 0 1 0 0 0 1 0 . 8 1 1 . 0 1 1 . 2 1 1 . 4 1 1 . 6 1 1 . 8 1 2 . 0 1 2 . 2 1 2 . 4 1 2 . 6 1 2 . 8 1 3 . 0 1 3 . 2 f r e q u e n c y ( k h z ) v i n ( v ) v i n = 5 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 3 . 6 v f i g u r e 2 5 . s w i t c h i n g f r e q u e n c y v s . h i g h i n p u t v o l t a g e , 1 . 0 m h z , 1 0 % o f 1 2 v v i n = 1 6 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 5 . 5 v v i n = 1 3 v 1 9 0 2 0 5 2 2 0 2 3 5 2 5 0 2 6 5 2 8 0 2 9 5 3 1 0 3 2 5 3 4 0 3 5 5 0 2 k 4 k 6 k 8 k 1 0 k 1 2 k 1 4 k 1 6 k f r e q u e n c y ( k h z ) l o a d c u r r e n t ( m a ) 8 9 0 1 - 0 2 5 0 f i g u r e 2 6 . f r e q u e n c y v s . l o a d c u r r e n t , 3 0 0 k h z , v o u t = 0 . 8 v 2 6 0 2 7 0 2 8 0 2 9 0 3 0 0 3 1 0 3 2 0 3 3 0 3 4 0 3 5 0 3 6 0 3 7 0 3 8 0 0 2 k 4 k 6 k 8 k 1 0 k 1 2 k 1 4 k 1 6 k 1 8 k 2 0 k f r e q u e n c y ( k h z ) l o a d c u r r e n t ( m a ) + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 5 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 1 3 v v i n = 1 6 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c 0 8 9 0 1 - 0 2 6 f i g u r e 2 7 . f r e q u e n c y v s . l o a d c u r r e n t , 3 0 0 k h z , v o u t = 1 . 8 v a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 1 1 o f 4 0 7 0 8 9 0 1 - 0 2 2 9 0 2 9 4 2 9 8 3 0 2 3 0 6 3 1 0 3 1 4 3 1 8 3 2 2 3 2 6 3 3 0 3 3 4 3 3 8 3 4 2 3 4 6 3 5 0 3 5 4 3 5 8 f r e q u e n 0 0 . 8 k 1 . 6 k 2 . 4 k 3 . 2 k 4 . 0 k 4 . 8 k 5 . 6 k 6 . 4 k 7 . 2 k 8 . 0 k 8 . 8 k 9 . 6 k c y ( k h z ) l o a d c u r r e n t ( m a ) v i n = 1 6 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 1 3 v 6 3 0 6 3 8 6 4 6 6 5 4 6 6 2 6 7 0 6 7 8 6 8 6 6 9 4 7 0 2 7 1 0 7 1 8 7 2 6 7 3 4 7 4 2 7 5 0 0 0 . 8 k 1 . 6 k 2 . 4 k 3 . 2 k 4 . 0 k 4 . 8 k 5 . 6 k 6 . 4 k 7 . 2 k 8 . 0 k 8 . 8 k 9 . 6 k f r e q u e n c y ( k h z ) l o a d c u r r e n t ( m a ) + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 1 3 v v i n = 1 6 . 5 v f i g u r e 2 8 . f r e q u e n c y v s . l o a d c u r r e n t , 3 0 0 k h z , v o u t = 7 v 0 8 9 0 1 - 0 2 8 1 9 0 2 2 0 2 5 0 f r e q u e n 2 8 0 3 1 0 3 4 0 3 7 0 4 0 0 4 3 0 4 6 0 4 9 0 5 2 0 5 5 0 5 8 0 6 1 0 6 4 0 6 7 0 7 0 0 0 2 k 4 k 6 k 8 k 1 0 k 1 2 k 1 4 k c y ( k h z ) l o a d c u r r e n t ( m a ) v i n = 1 6 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 5 . 5 v v i n = 1 3 v f i g u r e 2 9 . f r e q u e n c y v s . l o a d c u r r e n t , 6 0 0 k h z , v o u t = 0 . 8 v 0 8 9 0 1 - 0 2 9 4 9 5 5 1 5 5 3 5 0 2 k 4 k 6 k 8 k 1 0 k 1 2 k 1 4 k 1 6 k 1 8 k l o a d c u r r e n t ( m a ) 5 5 5 5 7 5 5 9 5 6 1 5 6 3 5 6 5 5 6 7 5 6 9 5 7 1 5 7 3 5 7 5 5 7 7 5 7 9 5 8 1 5 8 3 5 f r e q u e n c y ( k h z ) v i n = 1 6 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 5 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 1 3 v f i g u r e 3 0 . f r e q u e n c y v s . l o a d c u r r e n t , 6 0 0 k h z , v o u t = 1 . 8 v 0 8 9 0 1 - 0 3 0 + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c 0 8 9 0 1 - 0 3 1 f i g u r e 3 1 . f r e q u e n c y v s . l o a d c u r r e n t , 6 0 0 k h z , v o u t = 5 v 4 0 0 4 7 5 5 5 0 6 2 5 7 0 0 7 7 5 8 5 0 9 2 5 1 0 0 0 1 0 7 5 1 1 5 0 1 2 2 5 1 3 0 0 0 2 k 4 k 6 k 8 k 1 0 k 1 2 k f r e q u e n c y ( k h z ) l o a d c u r r e n t ( m a ) v i n = 1 6 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 5 . 5 v v i n = 1 3 v f i g u r e 3 2 . f r e q u e n c y v s . l o a d c u r r e n t , v o u t = 1 . 0 m h z , 0 . 8 v 5 5 0 6 2 5 7 0 0 7 7 5 8 5 0 9 2 5 1 0 0 0 1 0 7 5 1 1 5 0 1 2 2 5 1 3 0 0 1 3 7 5 1 4 5 0 0 2 k 4 k 6 k 8 k 1 0 k 1 2 k 1 4 k 1 6 k f r e q u e n 0 8 9 0 1 - 0 3 2 c y ( k h z ) l o a d c u r r e n t ( m a ) v i n = 1 6 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 5 . 5 v v i n = 1 3 v f i g u r e 3 3 . f r e q u e n c y v s . l o a d c u r r e n t , 1 . 0 m h z , v o u t = 1 . 8 v a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 1 2 o f 4 0 0 8 9 0 1 - 0 3 3 9 0 0 9 5 0 f r e q u e n c y ( k h z ) 1 0 0 0 1 0 5 0 1 1 0 0 1 1 5 0 1 2 0 0 1 2 5 0 1 3 0 0 1 3 5 0 0 0 . 8 k 1 . 6 k 2 . 4 k 3 . 2 k 4 . 0 k 4 . 8 k 5 . 6 k 6 . 4 k 7 . 2 k 8 . 0 k l o a d c u r r e n t ( m a ) 4 0 4 2 4 4 4 6 4 8 5 0 5 2 5 4 5 6 5 8 6 0 6 2 6 4 6 6 6 8 7 0 7 2 7 4 7 6 7 8 8 0 8 2 8 4 3 . 6 4 . 8 6 . 0 7 . 2 8 . 4 9 . 6 1 0 . 8 1 2 . 0 1 3 . 2 1 4 . 4 1 5 . 6 m a x i m u m d u t y c y c l e ( % ) v i n ( v ) v i n = 1 6 . 5 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v i n = 1 3 v f i g u r e 3 4 . f r e q u e n c y v s . l o a d c u r r e n t , 1 . 0 m h z , v o u t = 4 v 2 . 6 4 9 2 . 6 5 0 ? 4 0 1 2 0 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 ? 2 0 2 . 6 5 8 2 . 6 5 7 2 . 6 5 6 2 . 6 5 5 2 . 6 5 4 2 . 6 5 3 2 . 6 5 2 2 . 6 5 1 u v l o ( v ) t e m p e r a t u r e ( c ) 0 8 9 0 1 - 0 3 4 0 8 9 0 1 - 0 3 5 f i g u r e 3 5 . u v l o v s . t e m p e r a t u r e 4 0 4 5 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0 f r e q u e n c y ( k h z ) 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 1 0 0 m a x i m u m d u t y c y c l e ( % ) v d d = 2 . 7 v v d d = 5 . 5 v v d d = 3 . 6 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c f i g u r e 3 6 . m a x i m u m d u t y c y c l e v s . f r e q u e n c y v d d = 5 . 5 v v d d = 3 . 6 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c 0 8 2 9 7 - 0 3 6 1 8 0 6 8 0 6 3 0 5 8 0 5 3 0 4 8 0 4 3 0 3 8 0 3 3 0 2 8 0 2 3 0 ? 4 0 1 2 0 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 ? 2 0 m i n u m u m o f f t i m e ( n s ) t e m p e r a t u r e ( c ) f i g u r e 3 7 . m a x i m u m d u t y c y c l e v s . h i g h v o l t a g e i n p u t ( v i n ) v r e g = 2 . 7 v v r e g = 5 . 5 v v r e g = 3 . 6 v 0 8 9 0 1 - 0 3 7 f i g u r e 3 8 . m i n i m u m o f f t i m e v s . t e m p e r a t u r e 1 8 0 6 8 0 6 3 0 5 8 0 5 3 0 4 8 0 4 3 0 3 8 0 3 3 0 2 8 0 2 3 0 2 . 7 5 . 5 5 . 1 4 . 7 4 . 3 3 . 9 3 . 5 3 . 1 m i n u m u m o f f t i m e ( n s ) v r e g ( v ) + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c 0 8 9 0 1 - 0 3 8 f i g u r e 3 9 . m i n i m u m o f f t i m e v s . v d d ( l o w i n p u t v o l t a g e ) a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 1 3 o f 4 0 8 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0 f r e q u e n c y ( k h z ) 8 0 0 7 2 0 6 4 0 5 6 0 4 8 0 4 0 0 3 2 0 2 4 0 1 6 0 r e c t i f i e r d r o p ( m v ) v r e g = 2 . 7 v v r e g = 5 . 5 v v r e g = 3 . 6 v + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c 0 8 9 0 1 - 0 3 9 f i g u r e 4 0 . i n t e r n a l r e c t i f i e r d r o p v s . f r e q u e n c y 8 8 0 6 4 7 2 5 6 4 8 4 0 3 2 2 4 1 6 2 . 7 3 . 1 3 . 5 3 . 9 4 . 3 4 . 7 5 . 1 5 . 5 b o d y d i o d e c o n d u c t i o n t i m e ( n s ) v r e g ( v ) 8 0 1 2 8 0 7 2 0 6 4 0 5 6 0 4 8 0 1 0 4 0 1 1 2 0 1 2 0 0 9 6 0 8 8 0 8 0 0 4 0 0 3 2 0 2 4 0 1 6 0 2 . 7 3 . 1 3 . 5 3 . 9 4 . 3 4 . 7 5 . 1 5 . 5 r e c t i f i e r d r o p ( m v ) v r e g ( v ) v i n = 5 . 5 v v i n = 1 6 . 5 v v i n = 1 3 v 1 m h z 3 0 0 k h z t a = 2 5 c 0 8 9 0 1 - 0 4 0 f i g u r e 4 1 . i n t e r n a l b o o s t r e c t i f i e r d r o p v s . v d d ( l o w i n p u t v o l t a g e ) o v e r v i n v a r i a t i o n 8 0 1 6 0 2 . 7 3 . 1 3 . 5 3 . 9 4 . 3 4 . 7 5 . 1 5 . 5 v r e g ( v ) 7 2 0 6 4 0 5 6 0 4 8 0 4 0 0 3 2 0 2 4 0 r e c t i f i e r d r o p ( m v ) 1 m h z 3 0 0 k h z + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c 0 8 9 0 1 - 0 4 1 f i g u r e 4 2 . i n t e r n a l b o o s t r e c t i f i e r d r o p v s . v d d 1 m h z 3 0 0 k h z + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c 0 8 9 0 1 - 0 4 2 f i g u r e 4 3 . l o w e r - s i d e m o s f e t b o d y c o n d u c t i o n t i m e v s . v d d ( l o w i n p u t v o l t a g e ) c h 1 5 0 m v b w c h 2 5 a ? c h 3 1 0 v b w c h 4 5 v m 4 0 0 n s a c h 2 3 . 9 0 a t 3 5 . 8 % 1 2 3 o u t p u t v o l t a g e i n d u c t o r c u r r e n t s w n o d e l o w s i d e 0 8 9 0 1 - 0 4 3 4 f i g u r e 4 4 . p o w e r s a v i n g m o d e ( p s m ) o p e r a t i o n a l w a v e f o r m , 1 0 0 m a c h 1 5 0 m v b w c h 2 5 a ? c h 3 1 0 v b w c h 4 5 v m 4 . 0 s a c h 2 3 . 9 0 a t 3 5 . 8 % 1 2 3 o u t p u t v o l t a g e i n d u c t o r c u r r e n t s w n o d e l o w s i d e 0 8 9 0 1 - 0 4 4 4 f i g u r e 4 5 . p s m w a v e f o r m a t l i g h t l o a d , 5 0 0 m a a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 1 4 o f 4 0 c h 1 5 a ? m 4 0 0 n s a c h 3 2 . 2 0 v c h 3 1 0 v c h 4 1 0 0 m v b w t 3 0 . 6 % 1 3 4 o u t p u t v o l t a g e i n d u c t o r c u r r e n t s w n o d e 0 4 5 0 8 9 0 1 - f i g u r e 4 6 . c c m o p e r a t i o n a t h e a v y l o a d , 1 8 a ( s e e f i g u r e 9 2 f o r a p p l i c a t i o n s c i r c u i t ) c h 1 1 0 a ? c h 2 2 0 0 m v b w c h 3 2 0 v c h 4 5 v m 2 m s a c h 1 3 . 4 0 a t 7 5 . 6 % 1 2 3 4 o u t p u t v o l t a g e 1 2 a s t e p s w n o d e l o w s i d e 0 8 9 0 1 - 0 4 6 f i g u r e 4 7 . l o a d t r a n s i e n t s t e p ? p s m e n a b l e d , 2 0 a ( s e e f i g u r e 9 2 f o r a p p l i c a t i o n s c i r c u i t ) c h 1 1 0 a ? c h 2 2 0 0 m v b w c h 3 2 0 v c h 4 5 v m 2 0 s a c h 1 3 . 4 0 a t 3 0 . 6 % 1 2 3 4 o u t p u t v o l t a g e 1 2 a p o s i t i v e s t e p s w n o d e l o w s i d e 0 8 9 0 1 - 0 4 7 f i g u r e 4 8 . p o s i t i v e s t e p d u r i n g h e a v y l o a d t r a n s i e n t b e h a v i o r ? p s m e n a b l e d , 2 0 a , v o u t = 1 . 8 v ( s e e f i g u r e 9 2 f o r a p p l i c a t i o n s c i r c u i t ) c h 1 1 0 a ? c h 2 2 0 0 m v b w c h 3 2 0 v c h 4 5 v m 2 0 s a c h 1 3 . 4 0 a t 4 8 . 2 % 1 2 3 o u t p u t v o l t a g e 1 2 a n e g a t i v e s t e p s w n o d e l o w s i d e 0 8 9 0 1 - 0 4 8 4 f i g u r e 4 9 . n e g a t i v e s t e p d u r i n g h e a v y l o a d t r a n s i e n t b e h a v i o r ? p s m e n a b l e d , 2 0 a ( s e e f i g u r e 9 2 f o r a p p l i c a t i o n s c i r c u i t ) c h 1 1 0 a ? c h 2 5 v c h 3 2 0 v c h 4 2 0 0 m v b w m 2 m s a c h 1 6 . 2 0 a t 1 5 . 6 % 1 2 3 4 o u t p u t v o l t a g e 1 2 a s t e p l o w s i d e s w n o d e 0 8 9 0 1 - 0 4 9 f i g u r e 5 0 . l o a d t r a n s i e n t s t e p ? f o r c e d p w m a t l i g h t l o a d , 2 0 a ( s e e f i g u r e 9 2 f o r a p p l i c a t i o n s c i r c u i t ) c h 1 1 0 a ? c h 2 5 v c h 3 2 0 v c h 4 2 0 0 m v b w m 2 0 s a c h 1 6 . 2 0 a t 4 3 . 8 % 1 2 3 o u t p u t v o l t a g e 4 1 2 a p o s i t i v e s t e p l o w s i d e s w n o d e 0 8 9 0 1 - 0 5 0 f i g u r e 5 1 . p o s i t i v e s t e p d u r i n g h e a v y l o a d t r a n s i e n t b e h a v i o r ? f o r c e d p w m a t l i g h t l o a d , 2 0 a , v o u t = 1 . 8 v ( s e e f i g u r e 9 2 f o r a p p l i c a t i o n s c i r c u i t ) a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 1 5 o f 4 0 c h 1 1 0 a ? c h 2 2 0 0 m v b w c h 3 2 0 v c h 4 5 v m 1 0 s a c h 1 5 . 6 0 a t 2 3 . 8 % 1 2 3 4 o u t p u t v o l t a g e 1 2 a n e g a t i v e s t e p s w n o d e l o w s i d e 5 1 0 8 9 0 1 - 0 f i g u r e 5 2 . n e g a t i v e s t e p d u r i n g h e a v y l o a d t r a n s i e n t b e h a v i o r ? f o r c e d p w m a t l i g h t l o a d , 2 0 a ( s e e f i g u r e 9 2 f o r a p p l i c a t i o n s c i r c u i t ) c h 1 2 v b w c h 2 5 a ? c h 3 1 0 v c h 4 5 v m 4 m s a c h 1 9 2 0 m v t 4 9 . 4 % 1 2 3 4 o u t p u t v o l t a g e i n d u c t o r c u r r e n t s w n o d e l o w s i d e 0 8 9 0 1 - 0 5 2 f i g u r e 5 3 . o u t p u t s h o r t - c i r c u i t b e h a v i o r l e a d i n g t o h i c c u p m o d e c h 1 5 v b w c h 2 1 0 a ? c h 3 1 0 v c h 4 5 v m 1 0 s a c h 2 8 . 2 0 a t 3 6 . 2 % 1 2 3 4 o u t p u t v o l t a g e i n d u c t o r c u r r e n t s w n o d e l o w s i d e 0 8 9 0 1 - 0 5 3 f i g u r e 5 4 . m a g n i f i e d w a v e f o r m d u r i n g h i c c u p m o d e c h 1 2 v b w c h 2 5 a ? c h 3 1 0 v c h 4 5 v m 2 m s a c h 1 7 2 0 m v t 3 2 . 8 % 1 2 3 o u t p u t v o l t a g e i n d u c t o r c u r r e n t l o w s i d e 4 s w n o d e 0 8 9 0 1 - 0 5 4 f i g u r e 5 5 . s t a r t - u p b e h a v i o r a t h e a v y l o a d , 1 8 a , 3 0 0 k h z ( s e e f i g u r e 9 2 f o r a p p l i c a t i o n s c i r c u i t ) c h 1 2 v b w c h 2 5 a ? c h 3 1 0 v c h 4 5 v m 4 m s a c h 1 7 2 0 m v t 4 1 . 6 % 1 2 3 o u t p u t v o l t a g e i n d u c t o r c u r r e n t l o w s i d e 4 s w n o d e 0 8 9 0 1 - 0 5 5 f i g u r e 5 6 . p o w e r - d o w n w a v e f o r m d u r i n g h e a v y l o a d c h 1 5 0 m v b w c h 2 5 a ? c h 3 1 0 v b w c h 4 5 v m 2 s a c h 2 3 . 9 0 a t 3 5 . 8 % 1 2 3 o u t p u t v o l t a g e i n d u c t o r c u r r e n t s w n o d e l o w s i d e 4 0 8 9 0 1 - 0 5 6 f i g u r e 5 7 . o u t p u t v o l t a g e r i p p l e w a v e f o r m d u r i n g p s m o p e r a t i o n a t l i g h t l o a d , 2 a a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 1 6 o f 4 0 c h 1 1 v b w c h 2 5 a ? c h 3 1 0 v b w c h 4 2 v m 1 m s a c h 1 1 . 5 6 v t 6 3 . 2 % 1 2 3 4 o u t p u t v o l t a g e i n d u c t o r c u r r e n t s w n o d e l o w s i d e 0 8 9 0 1 - 0 5 7 f i g u r e 5 8 . s o f t s t a r t a n d r e s d e t e c t w a v e f o r m 2 c h 2 5 v c h 3 5 v m a t h 2 v 4 0 n s c h 4 2 v m 4 0 n s a c h 2 4 . 2 0 v t 2 9 . 0 % 3 m 4 h i g h s i d e h s m i n u s s w s w n o d e l o w s i d e t a = 2 5 c 0 8 9 0 1 - 0 5 8 f i g u r e 5 9 . o u t p u t d r i v e r s a n d s w n o d e w a v e f o r m s 2 c h 2 5 v c h 3 5 v m a t h 2 v 4 0 n s c h 4 2 v m 4 0 n s a c h 2 4 . 2 0 v t 2 9 . 0 % 3 m 4 h i g h s i d e h s m i n u s s w s w n o d e l o w s i d e 1 6 n s ( t f , d r v l ) 2 5 n s ( t r , d r v h ) 2 2 n s ( t p d h d r v h ) t a = 2 5 c 0 8 9 0 1 - 0 5 9 f i g u r e 6 0 . u p p e r - s i d e d r i v e r r i s i n g a n d l o w e r - s i d e f a l l i n g e d g e w a v e f o r m s ( c i n = 4 . 3 n f ( u p p e r - s i d e / l o w e r - s i d e m o s f e t ) , q t o t a l = 2 7 n c ( v g s = 4 . 4 v ( q 1 ) , v g s = 5 v ( q 3 ) ) 2 c h 2 5 v c h 3 5 v m a t h 2 v 2 0 n s c h 4 2 v m 2 0 n s a c h 2 4 . 2 0 v t 3 9 . 2 % 3 m 4 h i g h s i d e h s m i n u s s w 1 8 n s ( t r , d r v l ) l o w s i d e 2 4 n s ( t p d h , d r v l ) 1 1 n s ( t f , d r v h ) s w n o d e t a = 2 5 c 0 8 9 0 1 - 0 6 0 5 7 0 5 5 0 5 3 0 5 1 0 4 9 0 4 7 0 4 5 0 4 3 0 ? 4 0 ? 2 0 1 2 0 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 t r a n s c o n d u c t a n c e ( s ) t e m p e r a t u r e ( c ) f i g u r e 6 1 . u p p e r - s i d e d r i v e r f a l l i n g a n d l o w e r - s i d e r i s i n g e d g e w a v e f o r m s ( c i n = 4 . 3 n f ( u p p e r - s i d e / l o w e r - s i d e m o s f e t ) , q t o t a l = 2 7 n c ( v g s = 4 . 4 v ( q 1 ) , v g s = 5 v ( q 3 ) ) v r e g = 5 . 5 v v r e g = 3 . 6 v v r e g = 2 . 7 v 0 8 9 0 1 - 0 6 1 f i g u r e 6 2 . t r a n s c o n d u c t a n c e ( g m ) v s . t e m p e r a t u r e 6 8 0 3 3 0 3 8 0 4 3 0 4 8 0 5 3 0 5 8 0 6 3 0 2 . 7 3 . 0 5 . 4 4 . 8 5 . 1 4 . 5 4 . 2 3 . 9 3 . 6 3 . 3 t r a n s c o n d u c t a n c e ( s ) + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c 0 8 9 0 1 - 0 6 2 v r e g ( v ) f i g u r e 6 3 . t r a n s c o n d u c t a n c e ( g m ) v s . v d d a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 1 7 o f 4 0 0 . 7 5 0 . 7 0 2 . 7 5 . 5 5 . 1 4 . 7 4 . 3 3 . 9 3 . 5 3 . 1 v r e g ( v ) 1 . 3 0 1 . 2 5 1 . 2 0 1 . 1 5 1 . 1 0 1 . 0 5 1 . 0 0 0 . 9 5 0 . 9 0 0 . 8 5 0 . 8 0 ? 4 0 c + 2 5 c + 1 2 5 c q u i e s c e n t c u r r e n t ( m a ) 0 8 9 0 1 - 0 6 3 f i g u r e 6 4 . q u i e s c e n t c u r r e n t v s . v d d ( v i n = 1 3 v ) a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 1 8 o f 4 0 0 8 9 0 1 - 0 a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 b l o c k d i a g r a m 6 4 d r v h s w b s t r e f _ z e r o p g n d d r v l v i n p r e c i s i o n e n a b l e b l o c k t o e n a b l e a l l b l o c k s c o m p / e n f b v d d i r e v c o m p p f m r e f _ z e r o s s c o m p e r r o r a m p s s _ r e f 0 . 8 v l o w e r c o m p c l a m p c s a m p p w m i s s c s s a d c c s g a i n s e t 0 . 4 v 8 0 0 k ? 3 0 0 k ? 8 k ? r e s d e t e c t a n d g a i n s e t t o n v d d d h _ l o d r v h s w d r v l d l _ l o b g _ r e f p s m i n _ s s p w m i r e v s t a t e m a c h i n e b i a s b l o c k a n d r e f s w - f i l t e r c r ( t r i m m e d ) s w i n f o r m a t i o n v d d t o n - t i m e r t o n = 2 r c ( v o u t / v i n ) h s l s v r e g l e v e l s h i f t g n d a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 f i g u r e 6 5 . b l o c k d i a g r a m a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 1 9 o f 4 0 t h e o r y o f o p e r a t i o n t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 a r e v e r s a t i l e c u r r e n t - m o d e , s y n c h r o n o u s s t e p - d o w n c o n t r o l l e r s t h a t p r o v i d e s u p e r i o r t r a n s i e n t r e s p o n s e , o p t i m a l s t a b i l i t y , a n d c u r r e n t l i m i t p r o t e c t i o n b y u s i n g a c o n s t a n t o n - t i m e , p s e u d o - f i x e d f r e q u e n c y w i t h a p r o g r a m m a b l e c u r r e n t - s e n s e g a i n , c u r r e n t - c o n t r o l s c h e m e . i n a d d i t i o n , t h e s e d e v i c e s o f f e r o p t i m u m p e r f o r m a n c e a t l o w d u t y c y c l e s b y u s i n g v a l l e y c u r r e n t - m o d e c o n t r o l a r c h i t e c t u r e . t h i s a l l o w s t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 t o d r i v e a l l n - c h a n n e l p o w e r s t a g e s t o r e g u l a t e o u t p u t v o l t a g e s a s l o w a s 0 . 8 v . s t a r t u p t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 h a v e a n i n p u t l o w v o l t a g e p i n ( v d d ) f o r b i a s i n g a n d s u p p l y i n g p o w e r f o r t h e i n t e g r a t e d m o s f e t d r i v e r s . a b y p a s s c a p a c i t o r s h o u l d b e l o c a t e d d i r e c t l y a c r o s s t h e v d d ( p i n 5 ) a n d p g n d ( p i n 7 ) p i n s . i n c l u d e d i n t h e p o w e r - u p s e q u e n c e i s t h e b i a s i n g o f t h e c u r r e n t - s e n s e a m p l i f i e r , t h e c u r r e n t - s e n s e g a i n c i r c u i t ( s e e t h e p r o g r a m m i n g r e s i s t o r ( r e s ) d e t e c t c i r c u i t s e c t i o n ) , t h e s o f t s t a r t c i r c u i t , a n d t h e e r r o r a m p l i f i e r . t h e c u r r e n t - s e n s e b l o c k s p r o v i d e v a l l e y c u r r e n t i n f o r m a t i o n ( s e e t h e p r o g r a m m i n g r e s i s t o r ( r e s ) d e t e c t c i r c u i t s e c t i o n ) a n d a r e a v a r i a b l e o f t h e c o m p e n s a t i o n e q u a t i o n f o r l o o p s t a b i l i t y ( s e e t h e c o m p e n s a t i o n n e t w o r k s e c t i o n ) . t h e v a l l e y c u r r e n t i n f o r m a t i o n i s e x t r a c t e d b y f o r c i n g 0 . 4 v a c r o s s t h e d r v l o u t p u t a n d t h e p g n d p i n , w h i c h g e n e r a t e s a c u r r e n t d e p e n d i n g o n t h e r e s i s t o r a c r o s s d r v l a n d p g n d i n a p r o c e s s p e r f o r m e d b y t h e r e s d e t e c t c i r c u i t . t h e c u r r e n t t h r o u g h t h e r e s i s t o r i s u s e d t o s e t t h e c u r r e n t - s e n s e a m p l i f i e r g a i n . t h i s p r o c e s s t a k e s a p p r o x i m a t e l y 8 0 0 s , a f t e r w h i c h t h e d r i v e s i g n a l p u l s e s a p p e a r a t t h e d r v l a n d d r v h p i n s s y n c h r o n o u s l y a n d t h e o u t p u t v o l t a g e b e g i n s t o r i s e i n a c o n t r o l l e d m a n n e r t h r o u g h t h e s o f t s t a r t s e q u e n c e . t h e r i s e t i m e o f t h e o u t p u t v o l t a g e i s d e t e r m i n e d b y t h e s o f t s t a r t a n d e r r o r a m p l i f i e r b l o c k s ( s e e t h e s o f t s t a r t s e c t i o n ) . a t t h e b e g i n n i n g o f a s o f t s t a r t , t h e e r r o r a m p l i f i e r c h a r g e s t h e e x t e r n a l c o m p e n s a t i o n c a p a c i t o r , c a u s i n g t h e c o m p / e n p i n t o r i s e a b o v e t h e e n a b l e t h r e s h o l d o f 2 8 5 m v , t h u s e n a b l i n g t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 . s o f t s t a r t t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 h a v e d i g i t a l s o f t s t a r t c i r c u i t r y , w h i c h i n v o l v e s a c o u n t e r t h a t i n i t i a t e s a n i n c r e m e n t a l i n c r e a s e i n c u r r e n t , b y 1 a , v i a a c u r r e n t s o u r c e o n e v e r y c y c l e t h r o u g h a f i x e d i n t e r n a l c a p a c i t o r . t h e o u t p u t t r a c k s t h e r a m p i n g v o l t a g e b y p r o d u c i n g p w m o u t p u t p u l s e s t o t h e u p p e r - s i d e m o s f e t . t h e p u r p o s e i s t o l i m i t t h e i n - r u s h c u r r e n t f r o m t h e h i g h v o l t a g e i n p u t s u p p l y ( v i n ) t o t h e o u t p u t ( v o u t ) . p r e c i s i o n e n a b l e c i r c u i t r y t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 e m p l o y p r e c i s i o n e n a b l e c i r c u i t r y . t h e e n a b l e t h r e s h o l d i s 2 8 5 m v t y p i c a l w i t h 3 5 m v o f h y s t e r e s i s . t h e d e v i c e s a r e e n a b l e d w h e n t h e c o m p / e n p i n i s r e l e a s e d , a l l o w i n g t h e e r r o r a m p l i f i e r o u t p u t t o r i s e a b o v e t h e e n a b l e t h r e s h o l d ( s e e f i g u r e 6 6 ) . g r o u n d i n g t h i s p i n d i s a b l e s t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 , r e d u c i n g t h e s u p p l y c u r r e n t o f t h e d e v i c e s t o a p p r o x i m a t e l y 1 4 0 a . f o r m o r e i n f o r m a t i o n , s e e f i g u r e 6 7 . 0 . 8 v 2 5 0 m v s s v d d f b p r e c i s i o n e n a b l e e r r o r a m p l i f i e r t o e n a b l e a l l b l o c k s a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 0 8 9 0 1 - 0 6 5 c o m p / e n c c c c 2 r c f i g u r e 6 6 . r e l e a s e c o m p / e n p i n t o e n a b l e t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 c o m p / e n > 2 . 4 v 2 . 4 v 0 . 9 v 5 0 0 m v 2 8 5 m v 0 v h i c c u p m o d e i n i t i a l i z e d m a x i m u m c u r r e n t ( u p p e r c l a m p ) z e r o c u r r e n t u s a b l e r a n g e o n l y a f t e r s o f t s t a r t p e r i o d i f c o n t u n u o u s c o n d u c t i o n m o d e o f o p e r a t i o n i s s e l e c t e d . l o w e r c l a m p p r e c i s i o n e n a b l e t h r e s h o l d 3 5 m v h y s t e r e s i s 0 8 9 0 1 - 0 6 6 f i g u r e 6 7 . c o m p / e n v o l t a g e r a n g e u n d e r v o l t a g e l o c k o u t t h e u n d e r v o l t a g e l o c k o u t ( u v l o ) f e a t u r e p r e v e n t s t h e p a r t f r o m o p e r a t i n g b o t h t h e u p p e r - s i d e a n d l o w e r - s i d e m o s f e t s a t e x t r e m e l y l o w o r u n d e f i n e d i n p u t v o l t a g e ( v d d ) r a n g e s . o p e r a t i o n a t a n u n d e f i n e d b i a s v o l t a g e m a y r e s u l t i n t h e i n c o r r e c t p r o p a g a t i o n o f s i g n a l s t o t h e h i g h - s i d e p o w e r s w i t c h e s . t h i s , i n t u r n , r e s u l t s i n i n v a l i d o u t p u t b e h a v i o r t h a t c a n c a u s e d a m a g e t o t h e o u t p u t d e v i c e s , u l t i m a t e l y d e s t r o y i n g t h e d e v i c e t i e d a t t h e o u t p u t . t h e u v l o l e v e l h a s b e e n s e t a t 2 . 6 5 v ( n o m i n a l ) . t h e r m a l s h u t d o w n t h e t h e r m a l s h u t d o w n i s a s e l f - p r o t e c t i o n f e a t u r e t o p r e v e n t t h e i c f r o m d a m a g e d u e t o a v e r y h i g h o p e r a t i n g j u n c t i o n t e m p e r a t u r e . i f t h e j u n c t i o n t e m p e r a t u r e o f t h e d e v i c e e x c e e d s 1 5 5 c , t h e p a r t e n t e r s t h e t h e r m a l s h u t d o w n s t a t e . i n t h i s s t a t e , t h e d e v i c e s h u t s o f f b o t h t h e u p p e r - s i d e a n d l o w e r - s i d e m o s f e t s a n d d i s a b l e s t h e e n t i r e c o n t r o l l e r i m m e d i a t e l y , t h u s r e d u c i n g t h e p o w e r c o n s u m p - t i o n o f t h e i c . t h e p a r t r e s u m e s o p e r a t i o n a f t e r t h e j u n c t i o n t e m p e r a t u r e o f t h e p a r t c o o l s t o l e s s t h a n 1 4 0 c . a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 2 0 o f 4 0 p r o g r a m m i n g r e s i s t o r ( r e s ) d e t e c t c i r c u i t u p o n s t a r t u p , o n e o f t h e f i r s t b l o c k s t o b e c o m e a c t i v e i s t h e r e s d e t e c t c i r c u i t . t h i s b l o c k p o w e r s u p b e f o r e a s o f t s t a r t b e g i n s . i t f o r c e s a 0 . 4 v r e f e r e n c e v a l u e a t t h e d r v l o u t p u t ( s e e f i g u r e 6 8 ) a n d i s p r o g r a m m e d t o i d e n t i f y f o u r p o s s i b l e r e s i s t o r v a l u e s : 4 7 k , 2 2 k , o p e n , a n d 1 0 0 k . d r v h d r v l q 1 s w q 2 r e s a d p 1 8 8 2 c s g a i n p r o g r a m m i n g 0 8 9 0 1 - 0 6 7 f i g u r e 6 8 . p r o g r a m m i n g r e s i s t o r l o c a t i o n t h e r e s d e t e c t c i r c u i t d i g i t i z e s t h e v a l u e o f t h e r e s i s t o r a t t h e d r v l p i n ( p i n 6 ) . a n i n t e r n a l a d c o u t p u t s a 2 - b i t d i g i t a l c o d e t h a t i s u s e d t o p r o g r a m f o u r s e p a r a t e g a i n c o n f i g u r a t i o n s i n t h e c u r r e n t - s e n s e a m p l i f i e r ( s e e f i g u r e 6 9 ) . e a c h c o n f i g u r a t i o n c o r r e s p o n d s t o a c u r r e n t - s e n s e g a i n ( a c s ) o f 3 v / v , 6 v / v , 1 2 v / v , a n d 2 4 v / v , r e s p e c t i v e l y ( s e e t a b l e 5 a n d t a b l e 6 ) . t h i s v a r i a b l e i s u s e d f o r t h e v a l l e y c u r r e n t - l i m i t s e t t i n g , w h i c h s e t s u p t h e a p p r o p r i a t e c u r r e n t - s e n s e s i g n a l g a i n f o r a g i v e n a p p l i c a t i o n a n d s e t s t h e c o m p e n s a t i o n n e c e s s a r y t o a c h i e v e l o o p s t a b i l i t y ( s e e t h e v a l l e y c u r r e n t - l i m i t s e t t i n g a n d c o m p e n s a t i o n n e t w o r k s e c t i o n s ) . s w p g n d c s g a i n s e t c s a m p a d c d r v l r e s 0 . 4 v 0 8 9 0 1 - 0 6 8 f i g u r e 6 9 . r e s d e t e c t c i r c u i t f o r c u r r e n t - s e n s e g a i n p r o g r a m m i n g t a b l e 5 . c u r r e n t - s e n s e g a i n p r o g r a m m i n g r e s i s t o r ( k ) a c s ( v / v ) 4 7 3 . 2 5 2 2 6 . 5 o p e n 2 6 1 0 0 1 3 v a l l e y c u r r e n t - l i m i t s e t t i n g t h e a r c h i t e c t u r e o f t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 i s b a s e d o n v a l l e y c u r r e n t - m o d e c o n t r o l . t h e c u r r e n t l i m i t i s d e t e r m i n e d b y t h r e e c o m p o n e n t s : t h e r o n o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t , t h e e r r o r a m p l i - f i e r o u t p u t v o l t a g e s w i n g ( c o m p ) , a n d t h e c u r r e n t - s e n s e g a i n . t h e c o m p r a n g e i s i n t e r n a l l y f i x e d a t 1 . 5 v . t h e c u r r e n t - s e n s e g a i n i s p r o g r a m m a b l e v i a a n e x t e r n a l r e s i s t o r a t t h e d r v l p i n ( s e e t h e p r o g r a m m i n g r e s i s t o r ( r e s ) d e t e c t c i r c u i t s e c t i o n ) . t h e r o n o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t c a n v a r y o v e r t e m p e r a t u r e a n d u s u a l l y h a s a p o s i t i v e t c ( m e a n i n g t h a t i t i n c r e a s e s w i t h t e m p e r a t u r e ) ; t h e r e f o r e , i t i s r e c o m m e n d e d t h a t t h e c u r r e n t - s e n s e g a i n r e s i s t o r b e p r o g r a m m e d b a s e d o n t h e r a t e d r o n o f t h e m o s f e t a t 1 2 5 c . b e c a u s e t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 a r e b a s e d o n v a l l e y c u r r e n t c o n t r o l , t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n i c l i m a n d i l o a d i s a s f o l l o w s : i c l i m = i l o a d ? 1 2 1 i k ? w h e r e : i c l i m i s t h e d e s i r e d v a l l e y c u r r e n t l i m i t . i l o a d i s t h e c u r r e n t l o a d . k i i s t h e r a t i o b e t w e e n t h e i n d u c t o r r i p p l e c u r r e n t a n d t h e d e s i r e d a v e r a g e l o a d c u r r e n t ( s e e f i g u r e 1 0 ) . e s t a b l i s h i n g k i h e l p s t o d e t e r m i n e t h e i n d u c t o r v a l u e ( s e e t h e i n d u c t o r s e l e c t i o n s e c t i o n ) , b u t i n m o s t c a s e s , k i = 0 . 3 3 . r i p p l e c u r r e n t = i l o a d 3 l o a d c u r r e n t v a l l e y c u r r e n t l i m i t 8 9 0 1 - 0 6 9 0 f i g u r e 7 0 . v a l l e y c u r r e n t l i m i t t o a v e r a g e c u r r e n t r e l a t i o n w h e n t h e d e s i r e d v a l l e y c u r r e n t l i m i t ( i c l i m ) h a s b e e n d e t e r m i n e d , t h e c u r r e n t - s e n s e g a i n c a n b e c a l c u l a t e d b y u s i n g t h e f o l l o w i n g e x p r e s s i o n : i c l i m = o n c s r a u v 5 . 1 w h e r e : a c s i s t h e c u r r e n t - s e n s e g a i n m u l t i p l i e r ( s e e t a b l e 5 a n d t a b l e 6 ) . r o n i s t h e c h a n n e l i m p e d a n c e o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t . a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 2 1 a l t h o u g h t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 h a v e o n l y f o u r d i s c r e t e c u r r e n t - s e n s e g a i n s e t t i n g s f o r a g i v e n r o n v a r i a b l e , t a b l e 6 a n d f i g u r e 7 1 o u t l i n e s e v e r a l a v a i l a b l e o p t i o n s f o r t h e v a l l e y c u r r e n t s e t p o i n t b a s e d o n v a r i o u s r o n v a l u e s . t h e v a l l e y c u r r e n t l i m i t i s p r o g r a m m e d a s o u t l i n e d i n t a b l e 6 a n d f i g u r e 7 1 . t h e i n d u c t o r c h o s e n m u s t b e r a t e d t o h a n d l e t h e p e a k c u r r e n t , w h i c h i s e q u a l t o t h e v a l l e y c u r r e n t f r o m t a b l e 6 p l u s t h e p e a k - t o - p e a k i n d u c t o r r i p p l e c u r r e n t ( s e e t h e i n d u c t o r s e l e c t i o n s e c t i o n ) . i n a d d i t i o n , t h e p e a k c u r r e n t v a l u e m u s t b e u s e d t o c o m p u t e t h e w o r s t - c a s e p o w e r d i s s i p a t i o n i n t h e m o s f e t s ( s e e f i g u r e 7 2 ) . t a b l e 6 . v a l l e y c u r r e n t l i m i t p r o g r a m 1 r o n ( m ) v a l l e y c u r r e n t l e v e l 4 7 k 2 2 k o p e n 1 0 0 k a c s = 3 . 4 v / v a c s = 6 . 6 v / v a c s = 2 6 . 7 v / v a c s = 1 3 . 4 v / v 1 . 5 3 8 . 5 2 2 8 . 8 2 . 5 2 3 . 1 3 3 8 . 4 6 1 9 . 2 3 . 5 3 2 . 9 7 1 6 . 5 4 . 5 2 5 . 6 4 1 2 . 8 5 2 3 . 0 8 1 1 . 5 5 . 5 2 0 . 9 8 1 0 . 5 1 0 2 3 . 0 8 1 1 . 5 4 5 . 7 7 1 5 3 0 . 7 6 9 1 5 . 3 8 7 . 6 9 2 3 . 8 5 o f 4 0 1 8 2 5 . 6 4 1 1 2 . 8 2 6 . 4 1 3 . 2 1 1 r e f e r t o f i g u r e 7 1 f o r m o r e i n f o r m a t i o n a n d a g r a p h i c a l r e p r e s e n t a t i o n . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 v a l l e y c u r r e n t l i m i t ( a ) r o n ( m ? ) 3 9 3 7 3 5 3 3 3 1 2 9 2 7 2 5 2 3 2 1 1 9 1 7 1 5 1 3 1 1 9 7 5 3 r e s = 4 7 k ? a c s = 6 . 6 v / v r e s = 2 2 k ? a c s = 3 . 4 v / v r e s = 1 0 0 k ? a c s = 1 3 . 4 v / v r e s = o p e n a c s = 2 6 . 7 v / v 0 8 9 0 1 - 0 7 0 f i g u r e 7 1 . v a l l e y c u r r e n t - l i m i t v a l u e v s . r o n o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t f o r e a c h p r o g r a m m i n g r e s i s t o r ( r e s ) i n d u c t o r c u r r e n t v a l l e y c u r r e n t - l i m i t t h r e s h o l d ( s e t f o r 2 5 a ) ? i = 3 3 % o f 3 0 a c o m p o u t p u t s w i n g c o m p o u t p u t 2 . 4 v 0 . 9 v 0 a 3 5 a 3 0 a 3 2 . 2 5 a 3 7 a 4 9 a 3 9 . 5 a ? i = 6 5 % o f 3 7 a ? i = 4 5 % o f 3 2 . 2 5 a m a x i m u m d c l o a d c u r r e n t 0 8 9 0 1 - 0 7 1 f i g u r e 7 2 . v a l l e y c u r r e n t - l i m i t t h r e s h o l d i n r e l a t i o n t o i n d u c t o r r i p p l e c u r r e n t h i c c u p m o d e d u r i n g s h o r t c i r c u i t a c u r r e n t - l i m i t v i o l a t i o n o c c u r s w h e n t h e c u r r e n t a c r o s s t h e s o u r c e a n d d r a i n o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t e x c e e d s t h e c u r r e n t - l i m i t s e t p o i n t . w h e n 3 2 c u r r e n t - l i m i t v i o l a t i o n s a r e d e t e c t e d , t h e c o n t r o l l e r e n t e r s t h e i d l e m o d e a n d t u r n s o f f t h e m o s f e t s f o r 6 m s , a l l o w i n g t h e c o n v e r t e r t o c o o l d o w n . t h e n , t h e c o n t r o l l e r r e e s t a b l i s h e s s o f t s t a r t a n d b e g i n s t o c a u s e t h e o u t p u t t o r a m p u p a g a i n ( s e e f i g u r e 7 3 ) . w h i l e t h e o u t p u t r a m p s u p , c o m p i s m o n i t o r e d t o d e t e r m i n e i f t h e v i o l a t i o n i s s t i l l p r e s e n t . i f i t i s s t i l l p r e s e n t , t h e i d l e e v e n t o c c u r s a g a i n , f o l l o w e d b y t h e f u l l - c h i p p o w e r - d o w n s e q u e n c e . t h i s c y c l e c o n t i n u e s u n t i l t h e v i o l a t i o n n o l o n g e r e x i s t s . i f t h e v i o l a t i o n d i s a p p e a r s , t h e c o n v e r t e r i s a l l o w e d t o s w i t c h n o r m a l l y , m a i n t a i n i n g r e g u l a t i o n . h s c l i m z e r o c u r r e n t r e p e a t e d c u r r e n t - l i m i t v i o l a t i o n d e t e c t e d a p r e d e o f p u l s a l l o t o t e r m i n e d n u m b e r e s i s c o u n t e d t o w t h e c o n v e r t e r c o o l d o w n s o f t s t a r t i s r e i n i t i a l i z e d t o m o n i t o r i f t h e v i o l a t i o n s t i l l e x i s t s 0 8 9 0 1 - 0 7 2 f i g u r e 7 3 . i d l e m o d e e n t r y s e q u e n c e d u e t o c u r r e n t - l i m i t v i o l a t i o n s a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 2 2 o f 4 0 s y n c h r o n o u s r e c t i f i e r t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 e m p l o y a n i n t e r n a l l o w e r - s i d e m o s f e t d r i v e r t o d r i v e t h e e x t e r n a l u p p e r - s i d e a n d l o w e r - s i d e m o s f e t s . t h e s y n c h r o n o u s r e c t i f i e r n o t o n l y i m p r o v e s o v e r a l l c o n d u c t i o n e f f i c i e n c y b u t a l s o e n s u r e s p r o p e r c h a r g i n g t o t h e b o o t s t r a p c a p a c i t o r l o c a t e d a t t h e u p p e r - s i d e d r i v e r i n p u t . t h i s i s b e n e f i c i a l d u r i n g s t a r t u p t o p r o v i d e a s u f f i c i e n t d r i v e s i g n a l t o t h e e x t e r n a l u p p e r - s i d e m o s f e t a n d a t t a i n a f a s t t u r n o n r e s p o n s e , w h i c h i s e s s e n t i a l f o r m i n i m i z i n g s w i t c h i n g l o s s e s . t h e i n t e g r a t e d u p p e r - s i d e a n d l o w e r - s i d e m o s f e t d r i v e r s o p e r a t e i n c o m p l e m e n t a r y f a s h i o n w i t h b u i l t - i n a n t i c r o s s c o n d u c t i o n c i r c u i t r y t o p r e v e n t u n w a n t e d s h o o t - t h r o u g h c u r r e n t t h a t m a y p o t e n t i a l l y d a m a g e t h e m o s f e t s o r r e d u c e e f f i c i e n c y a s a r e s u l t o f e x c e s s i v e p o w e r l o s s . p o w e r s a v i n g m o d e ( p s m ) v e r s i o n ( a d p 1 8 8 3 ) t h e a d p 1 8 8 3 i s t h e p o w e r s a v i n g m o d e v e r s i o n o f t h e a d p 1 8 8 2 . t h e a d p 1 8 8 3 o p e r a t e s i n t h e d i s c o n t i n u o u s c o n d u c t i o n m o d e ( d c m ) a n d p u l s e s k i p s a t l i g h t l o a d t o m i d l o a d c u r r e n t s . i t o u t p u t s p u l s e s , a s n e c e s s a r y , t o m a i n t a i n o u t p u t r e g u l a t i o n . u n l i k e t h e c o n t i n u o u s c o n d u c t i o n m o d e ( c c m ) , d c m o p e r a t i o n p r e v e n t s n e g a t i v e c u r r e n t , t h u s a l l o w i n g i m p r o v e d s y s t e m e f f i c i e n c y a t l i g h t l o a d s . c u r r e n t i n t h e r e v e r s e d i r e c t i o n t h r o u g h t h i s p a t h w a y , h o w e v e r , r e s u l t s i n p o w e r d i s s i p a t i o n a n d , t h e r e f o r e , a d e c r e a s e i n e f f i c i e n c y . h s h s a n d l s a r e o f f o r i n i d l e m o d e l s 0 a i l o a d a s t h e i n d u c t o r c u r r e n t a p p r o a c h e s z e r o c u r r e n t , t h e s t a t e t o n t o f f m a c h i n e t u r n s o f f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t . 0 8 9 0 1 - 0 7 3 f i g u r e 7 4 . d i s c o n t i n u o u s m o d e o f o p e r a t i o n ( d c m ) t o m i n i m i z e t h e c h a n c e o f n e g a t i v e i n d u c t o r c u r r e n t b u i l d u p , a n o n - b o a r d , z e r o - c r o s s c o m p a r a t o r t u r n s o f f a l l u p p e r - s i d e a n d l o w e r - s i d e s w i t c h i n g a c t i v i t i e s w h e n t h e i n d u c t o r c u r r e n t a p p r o a c h e s t h e z e r o c u r r e n t l i n e , c a u s i n g t h e s y s t e m t o e n t e r i d l e m o d e , w h e r e t h e u p p e r - s i d e a n d l o w e r - s i d e m o s f e t s a r e t u r n e d o f f . t o e n s u r e i d l e m o d e e n t r y , a 1 0 m v o f f s e t , c o n n e c t e d i n s e r i e s a t t h e s w n o d e , i s i m p l e m e n t e d ( s e e f i g u r e 7 5 ) . 1 0 m v z e r o - c r o s s c o m p a r a t o r q 2 l s s w i q 2 0 8 9 0 1 - 0 7 4 f i g u r e 7 5 . z e r o - c r o s s c o m p a r a t o r w i t h 1 0 m v o f o f f s e t a s s o o n a s t h e f o r w a r d c u r r e n t t h r o u g h t h e l o w e r - s i d e m o s f e t d e c r e a s e s t o a l e v e l w h e r e 1 0 m v = i q 2 r o n ( q 2 ) t h e z e r o - c r o s s c o m p a r a t o r ( o r i r e v c o m p a r a t o r ) e m i t s a s i g n a l t o t u r n o f f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t . f r o m t h i s p o i n t , t h e s l o p e o f t h e i n d u c t o r c u r r e n t r a m p i n g d o w n b e c o m e s s t e e p e r ( s e e f i g u r e 7 6 ) a s t h e b o d y d i o d e o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t b e g i n s t o c o n d u c t c u r r e n t a n d c o n t i n u e s c o n d u c t i n g c u r r e n t u n t i l t h e r e m a i n i n g e n e r g y s t o r e d i n t h e i n d u c t o r h a s b e e n d e p l e t e d . a n o t h e r t o n e d g e i s t r i g g e r e d w h e n v o u t f a l l s b e l o w r e g u l a t i o n h s a n d l s i n i d l e m o d e 1 0 m v = r o n i l o a d z e r o - c r o s s c o m p a r a t o r d e t e c t s 1 0 m v o f f s e t a n d t u r n s o f f l s s w l s 0 a i l o a d t o n 0 8 9 0 1 - 0 7 5 f i g u r e 7 6 . 1 0 m v o f f s e t t o e n s u r e p r e v e n t i o n o f n e g a t i v e i n d u c t o r c u r r e n t t h e s y s t e m r e m a i n s i n i d l e m o d e u n t i l t h e o u t p u t v o l t a g e d r o p s f r o m w i t h i n r e g u l a t i o n . a p w m p u l s e i s t h e n p r o d u c e d , t u r n i n g o n t h e u p p e r - s i d e m o s f e t t o m a i n t a i n s y s t e m r e g u l a t i o n . t h e a d p 1 8 8 3 d o e s n o t h a v e a n i n t e r n a l c l o c k ; t h e r e f o r e , i t s w i t c h e s p u r e l y a s a h y s t e r e t i c c o n t r o l l e r a s d e s c r i b e d i n t h i s s e c t i o n . t i m e r o p e r a t i o n t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 e m p l o y a c o n s t a n t o n - t i m e a r c h i t e c t u r e t h a t p r o v i d e s a v a r i e t y o f b e n e f i t s , i n c l u d i n g i m p r o v e d l o a d a n d l i n e t r a n s i e n t r e s p o n s e s w h e n c o m p a r e d w i t h a c o n s t a n t ( f i x e d ) f r e q u e n c y c u r r e n t - m o d e c o n t r o l l o o p o f a c o m p a r a b l e l o o p d e s i g n . t h e c o n s t a n t o n - t i m e t i m e r , o r t o n t i m e r , s e n s e s t h e h i g h i n p u t v o l t a g e ( v i n ) a n d t h e o u t p u t v o l t a g e ( v o u t ) u s i n g s w w a v e f o r m i n f o r m a t i o n t o p r o d u c e a n a d j u s t a b l e o n e - s h o t p w m p u l s e t h a t v a r i e s t h e o n t i m e o f t h e u p p e r - s i d e m o s f e t i n r e s p o n s e t o d y n a m i c c h a n g e s i n i n p u t v o l t a g e , o u t p u t v o l t a g e , a n d l o a d c u r r e n t c o n d i t i o n s t o m a i n t a i n r e g u l a t i o n . i t t h e n g e n e r a t e s a n o n - t i m e ( t o n ) p u l s e t h a t i s i n v e r s e l y p r o p o r t i o n a l t o v i n . t o n = k i n o u t v v w h e r e k i s a c o n s t a n t t h a t i s t r i m m e d u s i n g a n r c t i m e r p r o d u c t f o r t h e 3 0 0 k h z , 6 0 0 k h z , a n d 1 . 0 m h z f r e q u e n c y o p t i o n s . a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 2 3 o f 4 0 c r ( t r i m m e d ) v r e g t o n v i n i t o i l l u s t r a t e t h i s f e a t u r e m o r e c l e a r l y , t h i s s e c t i o n d e s c r i b e s o n e s u c h l o a d t r a n s i e n t e v e n t ? a p o s i t i v e l o a d s t e p ? i n d e t a i l . d u r i n g l o a d t r a n s i e n t e v e n t s , t h e h i g h - s i d e d r i v e r o u t p u t p u l s e w i d t h s t a y s r e l a t i v e l y c o n s i s t e n t f r o m c y c l e t o c y c l e ; h o w e v e r , t h e o f f t i m e ( d r v l o n t i m e ) d y n a m i c a l l y a d j u s t s a c c o r d i n g t o t h e i n s t a n t a n e o u s c h a n g e s i n t h e e x t e r n a l c o n d i t i o n s m e n t i o n e d . s w i n f o r m a t i o n w h e n a p o s i t i v e l o a d s t e p o c c u r s , t h e e r r o r a m p l i f i e r ( o u t o f p h a s e o f t h e o u t p u t , v o u t ) p r o d u c e s n e w v o l t a g e i n f o r m a t i o n a t i t s o u t p u t ( c o m p ) . i n a d d i t i o n , t h e c u r r e n t - s e n s e a m p l i f i e r s e n s e s n e w i n d u c t o r c u r r e n t i n f o r m a t i o n d u r i n g t h i s p o s i t i v e l o a d t r a n s i e n t e v e n t . t h e e r r o r a m p l i f i e r ? s o u t p u t v o l t a g e r e a c t i o n i s c o m p a r e d t o t h e n e w i n d u c t o r c u r r e n t i n f o r m a t i o n t h a t s e t s t h e s t a r t o f t h e n e x t s w i t c h i n g c y c l e . b e c a u s e c u r r e n t i n f o r m a t i o n i s p r o d u c e d f r o m v a l l e y c u r r e n t s e n s i n g , i t i s s e n s e d a t t h e d o w n r a m p o f t h e i n d u c t o r c u r r e n t , w h e r e a s t h e v o l t a g e l o o p i n f o r m a t i o n i s s e n s e d t h r o u g h t h e c o u n t e r a c t i o n u p s w i n g o f t h e e r r o r a m p l i f i e r ? s o u t p u t ( c o m p ) . 0 8 9 0 1 - 0 7 6 f i g u r e 7 7 . c o n s t a n t o n - t i m e t i m e r t h e c o n s t a n t o n t i m e ( t o n ) i s n o t s t r i c t l y c o n s t a n t b e c a u s e i t v a r i e s w i t h v i n a n d v o u t . h o w e v e r , t h i s v a r i a t i o n o c c u r s i n s u c h a w a y a s t o k e e p t h e s w i t c h i n g f r e q u e n c y v i r t u a l l y i n d e p e n d e n t o f v i n a n d v o u t . t h e t o n t i m e r u s e s a f e e d f o r w a r d t e c h n i q u e , a p p l i e d t o t h e c o n s t a n t o n - t i m e c o n t r o l l o o p , m a k i n g i t p s e u d o - f i x e d f r e q u e n c y t o a f i r s t o r d e r . s e c o n d - o r d e r e f f e c t s , s u c h a s d c l o s s e s i n t h e e x t e r n a l p o w e r m o s f e t s ( s e e t h e e f f i c i e n c y c o n s i d e r a t i o n s e c t i o n ) , c a u s e s o m e v a r i a t i o n i n f r e q u e n c y v s . l o a d c u r r e n t a n d l i n e v o l t a g e . t h e s e e f f e c t s a r e s h o w n i n f i g u r e 2 3 t o f i g u r e 3 4 . t h e v a r i a t i o n s i n f r e q u e n c y a r e m u c h r e d u c e d , c o m p a r e d w i t h t h e v a r i a t i o n s g e n e r a t e d w h e n t h e f e e d f o r w a r d t e c h n i q u e i s n o t u s e d . t h e r e s u l t i s a c o n v e r g e n c e o f t h e s e t w o s i g n a l s ( s e e f i g u r e 7 8 ) , w h i c h a l l o w s a n i n s t a n t a n e o u s i n c r e a s e i n s w i t c h i n g f r e q u e n c y d u r i n g t h e p o s i t i v e l o a d t r a n s i e n t e v e n t . i n s u m m a r y , a p o s i t i v e l o a d s t e p c a u s e s v o u t t o t r a n s i e n t d o w n , w h i c h c a u s e s c o m p t o t r a n s i e n t u p a n d , t h e r e f o r e , s h o r t e n s t h e o f f t i m e . t h i s r e s u l t a n t i n c r e a s e i n f r e q u e n c y d u r i n g a p o s i t i v e l o a d t r a n s i e n t h e l p s t o q u i c k l y b r i n g v o u t b a c k u p i n v a l u e a n d w i t h i n t h e r e g u l a t i o n w i n d o w . t h e f e e d f o r w a r d t e c h n i q u e e s t a b l i s h e s t h e f o l l o w i n g r e l a t i o n s h i p : f s w = 1 k w h e r e f s w i s t h e c o n t r o l l e r s w i t c h i n g f r e q u e n c y ( 3 0 0 k h z , 6 0 0 k h z , a n d 1 . 0 m h z ) . s i m i l a r l y , a n e g a t i v e l o a d s t e p c a u s e s t h e o f f t i m e t o l e n g t h e n i n r e s p o n s e t o v o u t r i s i n g . t h i s e f f e c t i v e l y i n c r e a s e s t h e i n d u c t o r d e m a g n e t i z i n g p h a s e , h e l p i n g t o b r i n g v o u t w i t h i n r e g u l a t i o n . i n t h i s c a s e , t h e s w i t c h i n g f r e q u e n c y d e c r e a s e s , o r e x p e r i e n c e s a f o l d b a c k , t o h e l p f a c i l i t a t e o u t p u t v o l t a g e r e c o v e r y . t h e t o n t i m e r s e n s e s v i n a n d v o u t t o m i n i m i z e f r e q u e n c y v a r i a t i o n w i t h v i n a n d v o u t a s p r e v i o u s l y e x p l a i n e d . t h i s p r o v i d e s a p s e u d o f i x e d f r e q u e n c y t h a t i s e x p l a i n e d i n t h e p s e u d o - f i x e d f r e q u e n c y s e c t i o n . t o a l l o w h e a d r o o m f o r v i n a n d v o u t s e n s i n g , a d h e r e t o t h e f o l l o w i n g t w o e q u a t i o n s : b e c a u s e t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 c a n r e s p o n d r a p i d l y t o s u d d e n c h a n g e s i n l o a d d e m a n d , t h e r e c o v e r y p e r i o d i n w h i c h t h e o u t p u t v o l t a g e s e t t l e s b a c k t o i t s o r i g i n a l s t e a d y s t a t e o p e r a t i n g p o i n t i s m u c h q u i c k e r t h a n i t w o u l d b e f o r a f i x e d - f r e q u e n c y e q u i v a l e n t . t h e r e f o r e , u s i n g a p s e u d o - f i x e d f r e q u e n c y r e s u l t s i n s i g n i f i - c a n t l y b e t t e r l o a d t r a n s i e n t p e r f o r m a n c e t h a n u s i n g a f i x e d f r e q u e n c y . v d d v i n / 8 + 1 . 5 v d d v o u t / 4 f o r t y p i c a l a p p l i c a t i o n s w h e r e v d d = 5 v , t h e s e e q u a t i o n s a r e n o t r e l e v a n t ; h o w e v e r , f o r l o w e r v d d i n p u t s , c a r e m a y b e r e q u i r e d . p s e u d o - f i x e d f r e q u e n c y t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 e m p l o y a c o n s t a n t o n - t i m e c o n t r o l s c h e m e . d u r i n g s t e a d y s t a t e o p e r a t i o n , t h e s w i t c h i n g f r e q u e n c y s t a y s r e l a t i v e l y c o n s t a n t , o r p s e u d o - f i x e d . t h i s i s d u e t o t h e o n e - s h o t t o n t i m e r , w h i c h p r o d u c e s a h i g h - s i d e p w m p u l s e w i t h a f i x e d d u r a t i o n , g i v e n t h a t e x t e r n a l c o n d i t i o n s s u c h a s i n p u t v o l t a g e , o u t p u t v o l t a g e , a n d l o a d c u r r e n t a r e a l s o a t s t e a d y s t a t e . d u r i n g l o a d t r a n s i e n t s , t h e f r e q u e n c y m o m e n t a r i l y c h a n g e s f o r t h e d u r a t i o n o f t h e t r a n s i e n t e v e n t s o t h a t t h e o u t p u t c o m e s b a c k w i t h i n r e g u l a t i o n m o r e q u i c k l y t h a n i f t h e f r e q u e n c y w e r e f i x e d o r i f i t w e r e t o r e m a i n u n c h a n g e d . a f t e r t h e t r a n s i e n t e v e n t i s c o m p l e t e , t h e f r e q u e n c y r e t u r n s t o a p s e u d o - f i x e d v a l u e t o a f i r s t - o r d e r . v a l l e y t r i p p o i n t s l o a d c u r r e n t d e m a n d e r r o r a m p o u t p u t p w m o u t p u t f s w > f s w c s a m p o u t p u t 0 8 9 0 1 - 0 7 7 f i g u r e 7 8 . l o a d t r a n s i e n t r e s p o n s e o p e r a t i o n a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 2 4 o f 4 0 a p p l i c a t i o n s i n f o r m a t i o n f e e d b a c k r e s i s t o r d i v i d e r t h e r e q u i r e d r e s i s t o r d i v i d e r n e t w o r k c a n b e d e t e r m i n e d f o r a g i v e n v o u t v a l u e b e c a u s e t h e i n t e r n a l b a n d g a p r e f e r e n c e ( v r e f ) i s f i x e d a t 0 . 8 v . s e l e c t i n g v a l u e s f o r r t a n d r b d e t e r m i n e s t h e m i n i m u m o u t p u t l o a d c u r r e n t o f t h e c o n v e r t e r . t h e r e f o r e , f o r a g i v e n v a l u e o f r b , t h e r t v a l u e c a n b e d e t e r m i n e d u s i n g t h e f o l l o w i n g e x p r e s s i o n : r t = r b v 8 . 0 v ) 8 . 0 ( o u t v i n d u c t o r s e l e c t i o n t h e i n d u c t o r v a l u e i s i n v e r s e l y p r o p o r t i o n a l t o t h e i n d u c t o r r i p p l e c u r r e n t . t h e p e a k - t o - p e a k r i p p l e c u r r e n t i s g i v e n b y 3 l o a d l o a d i l i i k i | u ' w h e r e k i i s t y p i c a l l y 0 . 3 3 . t h e e q u a t i o n f o r t h e i n d u c t o r v a l u e i s g i v e n b y i n s w l v f i l u u ' 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6 2 8 3 0 v a l l e y c u r r e n t l i m i t ( a ) o u t o u t i n v v v ) ( w h e r e : v i n i s t h e h i g h v o l t a g e i n p u t . v o u t i s t h e d e s i r e d o u t p u t v o l t a g e . f s w i s t h e c o n t r o l l e r s w i t c h i n g f r e q u e n c y ( 3 0 0 k h z , 6 0 0 k h z , a n d 1 . 0 m h z ) . w h e n s e l e c t i n g t h e i n d u c t o r , c h o o s e a n i n d u c t o r s a t u r a t i o n r a t i n g t h a t i s a b o v e t h e p e a k c u r r e n t l e v e l , a n d t h e n c a l c u l a t e t h e i n d u c t o r c u r r e n t r i p p l e ( s e e t h e v a l l e y c u r r e n t - l i m i t s e t t i n g s e c t i o n a n d f i g u r e 7 9 ) . 5 2 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6 2 8 3 0 3 2 3 4 3 6 3 8 4 0 4 2 4 4 4 6 4 8 5 0 p e a k i n d u c t o r c u r r e n t ( a ) ? i = 5 0 % ? i = 4 0 % ? i = 3 3 % 0 8 9 0 1 - 0 7 8 f i g u r e 7 9 . p e a k c u r r e n t v s . v a l l e y c u r r e n t t h r e s h o l d f o r 3 3 % , 4 0 % , a n d 5 0 % o f i n d u c t o r r i p p l e c u r r e n t t a b l e 7 . r e c o m m e n d e d i n d u c t o r s l ( h ) d c r ( m ) i s a t ( a ) d i m e n s i o n s ( m m ) m a n u f a c t u r e r m o d e l n u m b e r 0 . 1 2 0 . 3 3 5 5 1 0 . 2 7 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 0 3 0 1 2 0 . 2 2 0 . 3 3 3 0 1 0 . 2 7 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 0 3 0 2 2 0 . 4 7 0 . 8 5 0 1 4 . 2 1 2 . 8 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 5 5 1 4 7 0 . 7 2 1 . 6 5 3 5 1 0 . 5 1 0 . 2 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 2 5 0 7 2 0 . 9 1 . 6 2 8 1 3 1 2 . 8 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 5 5 0 9 0 1 . 2 1 . 8 2 5 1 0 . 5 1 0 . 2 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 2 5 1 2 0 1 . 0 3 . 3 2 0 1 0 . 5 1 0 . 2 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 5 5 2 1 0 0 1 . 4 3 . 2 2 4 1 4 1 2 . 8 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 1 8 1 8 0 2 . 0 2 . 6 2 2 1 3 . 2 1 2 . 8 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 5 5 1 2 0 0 0 . 8 2 7 . 5 s u m i d a c e p 1 2 5 u - 0 r 8 o u t p u t r i p p l e v o l t a g e ( v r r ) t h e o u t p u t r i p p l e v o l t a g e i s t h e a c c o m p o n e n t o f t h e d c o u t p u t v o l t a g e d u r i n g s t e a d y s t a t e . f o r a r i p p l e e r r o r o f 1 . 0 % , t h e o u t p u t c a p a c i t o r v a l u e n e e d e d t o a c h i e v e t h i s t o l e r a n c e c a n b e d e t e r - m i n e d u s i n g t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n . n o t e t h a t a n a c c u r a c y o f 1 . 0 % i s p o s s i b l e o n l y d u r i n g s t e a d y s t a t e c o n d i t i o n s , n o t d u r i n g l o a d t r a n s i e n t s . v r r = ( 0 . 0 1 ) v o u t o u t p u t c a p a c i t o r s e l e c t i o n t h e p r i m a r y o b j e c t i v e o f t h e o u t p u t c a p a c i t o r i s t o f a c i l i t a t e t h e r e d u c t i o n o f t h e o u t p u t v o l t a g e r i p p l e ; h o w e v e r , t h e o u t p u t c a p a c i t o r a l s o a s s i s t s i n t h e o u t p u t v o l t a g e r e c o v e r y d u r i n g l o a d t r a n s i e n t e v e n t s . f o r a g i v e n l o a d c u r r e n t s t e p , t h e o u t p u t v o l t a g e r i p p l e g e n e r a t e d d u r i n g t h i s s t e p e v e n t i s i n v e r s e l y p r o p o r t i o n a l t o t h e v a l u e c h o s e n f o r t h e o u t p u t c a p a c i t o r . t h e s p e e d a t w h i c h t h e o u t p u t v o l t a g e s e t t l e s d u r i n g t h i s r e c o v e r y p e r i o d d e p e n d s o n w h e r e t h e c r o s s o v e r f r e q u e n c y ( l o o p b a n d w i d t h ) i s s e t . t h i s c r o s s o v e r f r e q u e n c y i s d e t e r m i n e d b y t h e o u t p u t c a p a c i t o r , t h e e q u i v a l e n t s e r i e s r e s i s t a n c e ( e s r ) o f t h e c a p a c i t o r , a n d t h e c o m p e n s a t i o n n e t w o r k . t o c a l c u l a t e t h e s m a l l - s i g n a l v o l t a g e r i p p l e ( o u t p u t r i p p l e v o l t a g e ) a t t h e s t e a d y s t a t e o p e r a t i n g p o i n t , u s e t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n : > @ ? ? 1 ? u ' ' u u u ' ) ( 8 1 e s r i v f i c l r i p p l e s w l o u t w h e r e e s r i s t h e e q u i v a l e n t s e r i e s r e s i s t a n c e o f t h e o u t p u t c a p a c i t o r s . t o c a l c u l a t e t h e o u t p u t l o a d s t e p , u s e t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n : ) ) ( ( 2 e s r i v f i c l o a d d r o o p s w l o a d o u t u ' ' u ' u w h e r e v d r o o p i s t h e a m o u n t t h a t v o u t i s a l l o w e d t o d e v i a t e f o r a g i v e n p o s i t i v e l o a d c u r r e n t s t e p ( i l o a d ) . a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 2 5 o f 4 0 ? 9 0 ? 1 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 d c v o l t a g e ( v d c ) c e r a m i c c a p a c i t o r s a r e k n o w n t o h a v e l o w e s r . h o w e v e r , t h e t r a d e - o f f o f u s i n g x 5 r t e c h n o l o g y i s t h a t u p t o 8 0 % o f i t s c a p a c i - t a n c e m a y b e l o s t d u e t o d e r a t i n g a s t h e v o l t a g e a p p l i e d a c r o s s t h e c a p a c i t o r i s i n c r e a s e d ( s e e f i g u r e 8 0 ) . a l t h o u g h x 7 r s e r i e s c a p a c i t o r s c a n a l s o b e u s e d , t h e a v a i l a b l e s e l e c t i o n i s l i m i t e d t o o n l y u p t o 2 2 f . 2 0 1 0 0 ? 1 0 ? 2 0 ? 3 0 ? 4 0 ? 5 0 ? 6 0 ? 7 0 ? 8 0 c a p a c i t a n c e c h a r g e ( % ) x 7 r ( 5 0 v ) x 5 r ( 2 5 v ) x 5 r ( 1 6 v ) 1 0 f t d k 2 5 v , x 7 r , 1 2 1 0 c 3 2 2 5 x 7 r 1 e 1 0 6 m 2 2 f m u r a t a 2 5 v , x 7 r , 1 2 1 0 g r m 3 2 e r 7 1 e 2 2 6 k e 1 5 l 4 7 f m u r a t a 1 6 v , x 5 r , 1 2 1 0 g r m 3 2 e r 6 1 c 4 7 6 k e 1 5 l 0 8 9 0 1 - 0 7 9 f i g u r e 8 0 . c a p a c i t a n c e v s . d c v o l t a g e c h a r a c t e r i s t i c s f o r c e r a m i c c a p a c i t o r s e l e c t r o l y t i c c a p a c i t o r s s a t i s f y t h e b u l k c a p a c i t a n c e r e q u i r e m e n t s f o r m o s t h i g h c u r r e n t a p p l i c a t i o n s . b e c a u s e t h e e s r o f e l e c t r o l y t i c c a p a c i t o r s i s m u c h h i g h e r t h a n t h a t o f c e r a m i c c a p a c i t o r s , w h e n u s i n g e l e c t r o l y t i c c a p a c i t o r s , s e v e r a l m l c c s s h o u l d b e m o u n t e d i n p a r a l l e l t o r e d u c e t h e o v e r a l l s e r i e s r e s i s t a n c e . c o m p e n s a t i o n n e t w o r k d u e t o i t s c u r r e n t - m o d e a r c h i t e c t u r e , t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e q u i r e t y p e i i c o m p e n s a t i o n . t o d e t e r m i n e t h e c o m p o n e n t v a l u e s n e e d e d f o r c o m p e n s a t i o n ( r e s i s t a n c e a n d c a p a c i t a n c e v a l u e s ) , i t i s n e c e s s a r y t o e x a m i n e t h e o v e r a l l l o o p g a i n ( h ) o f t h e c o n - v e r t e r a t t h e u n i t y g a i n f r e q u e n c y ( f s w / 1 0 ) w h e n h = 1 v / v , a s f o l l o w s : h = 1 v / v = g m a c s r e f o u t v v z c o m p z f i l t e x a m i n i n g e a c h v a r i a b l e a t h i g h f r e q u e n c y e n a b l e s t h e u n i t y - g a i n t r a n s f e r f u n c t i o n t o b e s i m p l i f i e d t o p r o v i d e e x p r e s s i o n s f o r t h e r c o m p a n d c c o m p c o m p o n e n t v a l u e s . o u t p u t f i l t e r i m p e d a n c e ( z f i l t ) e x a m i n i n g t h e t r a n s f e r f u n c t i o n o f t h e f i l t e r a t h i g h f r e q u e n c i e s s i m p l i f i e s t o z f i l t = o u t s c 1 a t t h e c r o s s o v e r f r e q u e n c y ( s = 2 f c r o s s ) . e r r o r a m p l i f i e r o u t p u t i m p e d a n c e ( z c o m p ) a s s u m i n g c c 2 i s s i g n i f i c a n t l y s m a l l e r t h a n c c o m p , c c 2 c a n b e o m i t t e d f r o m t h e o u t p u t i m p e d a n c e e q u a t i o n o f t h e e r r o r a m p l i f i e r . t h e t r a n s f e r f u n c t i o n s i m p l i f i e s t o c r o s s z e r o c r o s s c o m p c o m p f f f r z ) ( a n d s w c r o s s f f u 1 2 1 w h e r e f z e r o , t h e z e r o f r e q u e n c y , i s s e t t o b e 1 / 4 o f t h e c r o s s o v e r f r e q u e n c y f o r t h e a d p 1 8 8 2 . e r r o r a m p l i f i e r g a i n ( g m ) t h e e r r o r a m p l i f i e r g a i n ( t r a n s c o n d u c t a n c e ) i s g m = 5 0 0 a / v c u r r e n t - s e n s e l o o p g a i n ( g c s ) t h e c u r r e n t - s e n s e l o o p g a i n i s o n c s c s r a g u 1 ( a / v ) w h e r e : a c s ( v / v ) i s p r o g r a m m a b l e f o r 3 v / v , 6 v / v , 1 2 v / v , a n d 2 4 v / v ( s e e t h e p r o g r a m m i n g r e s i s t o r ( r e s ) d e t e c t c i r c u i t a n d v a l l e y c u r r e n t - l i m i t s e t t i n g s e c t i o n s ) . r o n i s t h e c h a n n e l i m p e d a n c e o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t . c r o s s o v e r f r e q u e n c y t h e c r o s s o v e r f r e q u e n c y i s t h e f r e q u e n c y a t w h i c h t h e o v e r a l l l o o p ( s y s t e m ) g a i n i s 0 d b ( h = 1 v / v ) . f o r c u r r e n t - m o d e c o n v e r t e r s s u c h a s t h e a d p 1 8 8 2 , i t i s r e c o m m e n d e d t h a t t h e u s e r s e t t h e c r o s s o v e r f r e q u e n c y b e t w e e n 1 / 1 0 a n d 1 / 1 5 o f t h e s w i t c h i n g f r e q u e n c y . s w c r o s s f f 1 2 1 t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n c c o m p a n d f z e r o ( z e r o f r e q u e n c y ) i s a s f o l l o w s : c o m p c o m p z e r o c r f u u s 2 1 ) t h e z e r o f r e q u e n c y i s s e t t o 1 / 4 o f t h e c r o s s o v e r f r e q u e n c y . c o m b i n i n g a l l o f t h e a b o v e p a r a m e t e r s r e s u l t s i n r e f o u t c s m o u t c r o s s z e r o c r o s s c r o s s c o m p v v a g c f f f f r u s u 2 z e r o c o m p c o m p f r c u u s u 2 1 a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 2 6 o f 4 0 e f f i c i e n c y c o n s i d e r a t i o n s o n e o f t h e i m p o r t a n t c r i t e r i a t o c o n s i d e r i n c o n s t r u c t i n g a d c - t o - d c c o n v e r t e r i s e f f i c i e n c y . b y d e f i n i t i o n , e f f i c i e n c y i s t h e r a t i o o f t h e o u t p u t p o w e r t o t h e i n p u t p o w e r . f o r h i g h p o w e r a p p l i c a t i o n s a t l o a d c u r r e n t s u p t o 2 0 a , t h e f o l l o w i n g a r e i m p o r t a n t m o s f e t p a r a m e t e r s t h a t a i d i n t h e s e l e c t i o n p r o c e s s : x v g s ( t h ) , t h e m o s f e t s u p p o r t v o l t a g e a p p l i e d b e t w e e n t h e g a t e a n d t h e s o u r c e x r d s ( o n ) , t h e m o s f e t o n r e s i s t a n c e d u r i n g c h a n n e l c o n d u c t i o n x q g , t h e t o t a l g a t e c h a r g e x c n 1 , t h e i n p u t c a p a c i t a n c e o f t h e u p p e r - s i d e s w i t c h x c n 2 , t h e i n p u t c a p a c i t a n c e o f t h e l o w e r - s i d e s w i t c h t h e f o l l o w i n g a r e t h e l o s s e s e x p e r i e n c e d t h r o u g h t h e e x t e r n a l c o m p o n e n t d u r i n g n o r m a l s w i t c h i n g o p e r a t i o n : x c h a n n e l c o n d u c t i o n l o s s ( b o t h m o s f e t s ) x m o s f e t d r i v e r l o s s x m o s f e t s w i t c h i n g l o s s x b o d y d i o d e c o n d u c t i o n l o s s ( l o w e r - s i d e m o s f e t ) x i n d u c t o r l o s s ( c o p p e r a n d c o r e l o s s ) c h a n n e l c o n d u c t i o n l o s s d u r i n g n o r m a l o p e r a t i o n , t h e b u l k o f t h e l o s s i n e f f i c i e n c y i s d u e t o t h e p o w e r d i s s i p a t e d t h r o u g h m o s f e t c h a n n e l c o n d u c - t i o n . p o w e r l o s s t h r o u g h t h e u p p e r - s i d e m o s f e t i s d i r e c t l y p r o p o r t i o n a l t o t h e d u t y c y c l e ( d ) f o r e a c h s w i t c h i n g p e r i o d , a n d t h e p o w e r l o s s t h r o u g h t h e l o w e r - s i d e m o s f e t i s d i r e c t l y p r o p o r t i o n a l t o 1 ? d f o r e a c h s w i t c h i n g p e r i o d . t h e s e l e c t i o n o f m o s f e t s i s g o v e r n e d b y t h e a m o u n t o f m a x i m u m d c l o a d c u r r e n t t h a t t h e c o n v e r t e r i s e x p e c t e d t o d e l i v e r . i n p a r t i c u l a r , t h e s e l e c t i o n o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t i s d i c t a t e d b y t h e m a x i m u m l o a d c u r r e n t b e c a u s e a t y p i c a l h i g h c u r r e n t a p p l i c a t i o n e m p l o y s d u t y c y c l e s o f l e s s t h a n 5 0 % . t h e r e f o r e , t h e l o w e r - s i d e m o s f e t i s i n t h e o n s t a t e f o r m o s t o f t h e s w i t c h i n g p e r i o d . > @ 2 1 l o a d n 2 ( o n ) n 1 ( o n ) n 1 , n 2 ( c l ) i r d r d p u u u m o s f e t d r i v e r l o s s o t h e r d i s s i p a t i v e e l e m e n t s a r e t h e m o s f e t d r i v e r s . t h e c o n - t r i b u t i n g f a c t o r s a r e t h e d c c u r r e n t f l o w i n g t h r o u g h t h e d r i v e r d u r i n g o p e r a t i o n a n d t h e q g a t e p a r a m e t e r o f t h e e x t e r n a l m o s f e t s . > @ > @ b i a s d d l o w e r f e t s w d d b i a s d r u p p e r f e t s w d r l o s s d r i v c f v i v c f v p u u ) ( w h e r e : v d r i s t h e d r i v e r b i a s v o l t a g e ( t h a t i s , t h e l o w i n p u t v o l t a g e ( v d d ) m i n u s t h e r e c t i f i e r d r o p ( s e e f i g u r e 8 1 ) ) . c u p p e r f e t i s t h e i n p u t g a t e c a p a c i t a n c e o f t h e u p p e r - s i d e m o s f e t . c l o w e r f e t i s t h e i n p u t g a t e c a p a c i t a n c e o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t . i b i a s i s t h e d c c u r r e n t f l o w i n g i n t o t h e u p p e r a n d l o w e r - s i d e d r i v e r s . v d d i s t h e b i a s v o l t a g e . 8 0 0 7 2 0 6 4 0 5 6 0 4 8 0 4 0 0 3 2 0 2 4 0 1 6 0 8 0 3 0 0 1 0 0 0 9 0 0 8 0 0 7 0 0 6 0 0 5 0 0 4 0 0 r e c t i f i e r d r o p ( m v ) s w i t c h i n g f r e q u e n c y ( k h z ) + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c v d d = 2 . 7 v v d d = 3 . 6 v v d d = 5 . 5 v 0 8 9 0 1 - 0 8 0 f i g u r e 8 1 . i n t e r n a l r e c t i f i e r v o l t a g e d r o p v s . s w i t c h i n g f r e q u e n c y s w i t c h i n g l o s s t h e s w n o d e t r a n s i t i o n s a s a r e s u l t o f t h e s w i t c h i n g a c t i v i t i e s o f t h e u p p e r - s i d e a n d l o w e r - s i d e m o s f e t s . t h i s c a u s e s r e m o v a l a n d r e p l e n i s h i n g o f c h a r g e t o a n d f r o m t h e g a t e o x i d e l a y e r o f t h e m o s f e t , a s w e l l a s t o a n d f r o m t h e p a r a s i t i c c a p a c i t a n c e t h a t i s a s s o c i a t e d w i t h t h e g a t e o x i d e e d g e o v e r l a p a n d t h e d r a i n a n d s o u r c e t e r m i n a l s . t h e c u r r e n t t h a t e n t e r s a n d e x i t s t h e s e c h a r g e p a t h s p r e s e n t s a d d i t i o n a l l o s s d u r i n g t h e s e t r a n s i t i o n t i m e s . t h i s l o s s c a n b e a p p r o x i m a t e l y q u a n t i f i e d b y u s i n g t h e f o l l o w i n g e q u a - t i o n , w h i c h r e p r e s e n t s t h e t i m e i n w h i c h c h a r g e e n t e r s a n d e x i t s t h e s e c a p a c i t i v e r e g i o n s : t s w - t r a n s = r g a t e c t o t a l w h e r e : r g a t e i s t h e g a t e i n p u t r e s i s t a n c e o f t h e m o s f e t . c t o t a l i s t h e c g d + c g s o f t h e e x t e r n a l m o s f e t u s e d . t h e r a t i o o f t h i s t i m e c o n s t a n t t o t h e p e r i o d o f o n e s w i t c h i n g c y c l e i s t h e m u l t i p l y i n g f a c t o r t o b e u s e d i n t h e f o l l o w i n g e x p r e s s i o n : 2 - ) ( u u u i n l o a d s w t r a n s s w l o s s s w v i t t p o r p s w ( l o s s ) = f s w r g a t e c t o t a l i l o a d v i n 2 a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 2 7 o f 4 0 d i o d e c o n d u c t i o n l o s s t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 e m p l o y a n t i c r o s s c o n d u c t i o n c i r c u i t r y t h a t p r e v e n t s t h e u p p e r - s i d e a n d l o w e r - s i d e m o s f e t s f r o m c o n d u c t i n g c u r r e n t s i m u l t a n e o u s l y . t h i s o v e r l a p c o n t r o l i s b e n e f i c i a l , a v o i d i n g l a r g e c u r r e n t f l o w t h a t m a y l e a d t o i r r e p a r a b l e d a m a g e t o t h e e x t e r n a l c o m p o n e n t s o f t h e p o w e r s t a g e . h o w e v e r , t h i s b l a n k i n g p e r i o d c o m e s w i t h t h e t r a d e - o f f o f a d i o d e c o n d u c t i o n l o s s o c c u r r i n g i m m e d i a t e l y a f t e r t h e m o s f e t s c h a n g e s t a t e s a n d c o n t i n u i n g w e l l i n t o i d l e m o d e . t h e a m o u n t o f l o s s t h r o u g h t h e b o d y d i o d e o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t d u r i n g t h e a n t i o v e r l a p s t a t e i s g i v e n b y t h e f o l l o w i n g e x p r e s s i o n : 2 ) ( ) ( u u u f l o a d s w l o s s b o d y l o s s b o d y v i t t p w h e r e : t b o d y ( l o s s ) i s t h e b o d y c o n d u c t i o n t i m e ( r e f e r t o f i g u r e 8 2 f o r d e a d t i m e p e r i o d s ) . t s w i s t h e p e r i o d p e r s w i t c h i n g c y c l e . v f i s t h e f o r w a r d d r o p o f t h e b o d y d i o d e d u r i n g c o n d u c t i o n ( r e f e r t o t h e s e l e c t e d e x t e r n a l m o s f e t d a t a s h e e t f o r m o r e i n f o r m a t i o n a b o u t t h e v f p a r a m e t e r ) . 8 0 7 2 6 4 5 6 4 8 4 0 3 2 2 4 1 6 b o d y d i o d e c o n d u c t i o n t i m e ( n s ) 8 2 . 7 5 . 5 4 . 8 4 . 1 3 . 4 v d d ( v ) + 1 2 5 c + 2 5 c ? 4 0 c 1 m h z 3 0 0 k h z 0 8 9 0 1 - 0 8 1 f i g u r e 8 2 . b o d y d i o d e c o n d u c t i o n t i m e v s . l o w v o l t a g e i n p u t ( v d d ) i n d u c t o r l o s s d u r i n g n o r m a l c o n d u c t i o n m o d e , f u r t h e r p o w e r l o s s i s c a u s e d b y t h e c o n d u c t i o n o f c u r r e n t t h r o u g h t h e i n d u c t o r w i n d i n g s , w h i c h h a v e d c r e s i s t a n c e ( d c r ) . t y p i c a l l y , l a r g e r s i z e d i n d u c t o r s h a v e s m a l l e r d c r v a l u e s . t h e i n d u c t o r c o r e l o s s i s a r e s u l t o f t h e e d d y c u r r e n t s g e n e r a t e d w i t h i n t h e c o r e m a t e r i a l . t h e s e e d d y c u r r e n t s a r e i n d u c e d b y t h e c h a n g i n g f l u x , w h i c h i s p r o d u c e d b y t h e c u r r e n t f l o w i n g t h r o u g h t h e w i n d i n g s . t h e a m o u n t o f i n d u c t o r c o r e l o s s d e p e n d s o n t h e c o r e m a t e r i a l , t h e f l u x s w i n g , t h e f r e q u e n c y , a n d t h e c o r e v o l u m e . f e r r i t e i n d u c t o r s h a v e t h e l o w e s t c o r e l o s s e s , w h e r e a s p o w d e r e d i r o n i n d u c t o r s h a v e h i g h e r c o r e l o s s e s . i t i s r e c o m m e n d e d t o u s e s h i e l d e d f e r r i t e c o r e m a t e r i a l t y p e i n d u c t o r s w i t h t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 f o r a h i g h c u r r e n t , d c - t o - d c s w i t c h i n g a p p l i c a t i o n t o a c h i e v e m i n i m a l l o s s a n d n e g l i g i b l e e l e c t r o m a g n e t i c i n t e r f e r e n c e ( e m i ) . p d c r ( l o s s ) = d c r i 2 l o a d + c o r e l o s s i n p u t c a p a c i t o r s e l e c t i o n t h e g o a l i n s e l e c t i n g a n i n p u t c a p a c i t o r i s t o r e d u c e o r m i n i m i z e i n p u t v o l t a g e r i p p l e a n d t o r e d u c e t h e h i g h f r e q u e n c y s o u r c e i m p e d a n c e , w h i c h i s e s s e n t i a l f o r a c h i e v i n g p r e d i c t a b l e l o o p s t a b i l i t y a n d t r a n s i e n t p e r f o r m a n c e . t h e p r o b l e m w i t h u s i n g b u l k c a p a c i t o r s , o t h e r t h a n t h e i r p h y s i c a l g e o m e t r i e s , i s t h e i r l a r g e e q u i v a l e n t s e r i e s r e s i s t a n c e ( e s r ) a n d l a r g e e q u i v a l e n t s e r i e s i n d u c t a n c e ( e s l ) . a l u m i n u m e l e c t r o l y t i c c a p a c i t o r s h a v e s u c h h i g h e s r t h a t t h e y c a u s e u n d e s i r e d i n p u t v o l t a g e r i p p l e m a g n i t u d e s a n d a r e g e n e r a l l y n o t e f f e c t i v e a t h i g h s w i t c h i n g f r e q u e n c i e s . i f b u l k c a p a c i t o r s a r e t o b e u s e d , i t i s r e c o m m e n d e d t h a t m u l t i - l a y e r e d c e r a m i c c a p a c i t o r s ( m l c c ) b e u s e d i n p a r a l l e l , d u e t o t h e i r l o w e s r v a l u e s . t h i s d r a m a t i c a l l y r e d u c e s t h e i n p u t v o l t a g e r i p p l e a m p l i t u d e a s l o n g a s t h e m l c c s a r e m o u n t e d d i r e c t l y a c r o s s t h e d r a i n o f t h e u p p e r - s i d e m o s f e t a n d t h e s o u r c e t e r m i n a l o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t ( s e e t h e l a y o u t c o n s i d e r a t i o n s s e c t i o n ) . i m p r o p e r p l a c e m e n t a n d m o u n t i n g o f t h e s e m l c c s m a y c a n c e l t h e i r e f f e c t i v e n e s s d u e t o s t r a y i n d u c t a n c e a n d a n i n c r e a s e i n t r a c e i m p e d a n c e . o u t o u t i n o u t m a x l o a d r m s c i n v v v v i i u u , , t h e m a x i m u m i n p u t v o l t a g e r i p p l e a n d m a x i m u m i n p u t c a p a c i t o r r m s c u r r e n t o c c u r a t t h e e n d o f t h e d u r a t i o n o f 1 ? d w h i l e t h e u p p e r - s i d e m o s f e t i s i n t h e o f f s t a t e . t h e i n p u t c a p a c i t o r r m s c u r r e n t r e a c h e s i t s m a x i m u m a t t i m e d . w h e n c a l c u l a t i n g t h e m a x i m u m i n p u t v o l t a g e r i p p l e , a c c o u n t f o r t h e e s r o f t h e i n p u t c a p a c i t o r a s f o l l o w s : v m a x , r i p p l e = v r i p p + ( i l o a d , m a x e s r ) w h e r e : v r i p p i s u s u a l l y 1 % o f t h e m i n i m u m v o l t a g e i n p u t . i l o a d , m a x i s t h e m a x i m u m l o a d c u r r e n t . e s r i s t h e e q u i v a l e n t s e r i e s r e s i s t a n c e r a t i n g o f t h e i n p u t c a p a c i t o r u s e d . i n s e r t i n g v m a x , r i p p l e i n t o t h e c h a r g e b a l a n c e e q u a t i o n t o c a l c u l a t e t h e m i n i m u m i n p u t c a p a c i t o r r e q u i r e m e n t g i v e s s w r i p p l e m a x m a x l o a d i n , m i n f d d v i c ) 1 ( , , u o r r i p p l e m a x s w m a x l o a d i n , m i n v f i c , , 4 w h e r e d = 5 0 % . a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 2 8 o f 4 0 t h e r m a l c o n s i d e r a t i o n s t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 a r e u s e d f o r d c - t o - d c , s t e p d o w n , h i g h c u r r e n t a p p l i c a t i o n s t h a t h a v e a n o n - b o a r d c o n t r o l l e r a n d o n - b o a r d m o s f e t d r i v e r s . b e c a u s e a p p l i c a t i o n s m a y r e q u i r e u p t o 2 0 a o f l o a d c u r r e n t d e l i v e r y a n d b e s u b j e c t e d t o h i g h a m b i e n t t e m p e r a t u r e s u r r o u n d i n g s , t h e s e l e c t i o n o f e x t e r n a l u p p e r - s i d e a n d l o w e r - s i d e m o s f e t s m u s t b e a s s o c i a t e d w i t h c a r e f u l t h e r m a l c o n s i d e r a t i o n t o n o t e x c e e d t h e m a x i m u m a l l o w a b l e j u n c t i o n t e m p e r a t u r e o f 1 2 5 c . t o a v o i d p e r m a n e n t o r i r r e p a r a b l e d a m a g e i f t h e j u n c t i o n t e m p e r a t u r e r e a c h e s o r e x c e e d s 1 5 5 c , t h e p a r t e n t e r s t h e r m a l s h u t d o w n , t u r n i n g o f f b o t h e x t e r n a l m o s f e t s , a n d d o e s n o t r e e n a b l e u n t i l t h e j u n c t i o n t e m p e r a t u r e c o o l s t o 1 4 0 c ( s e e t h e t h e r m a l s h u t d o w n s e c t i o n ) . t h e m a x i m u m j u n c t i o n t e m p e r a t u r e a l l o w e d f o r t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 i c s i s 1 2 5 c . t h i s m e a n s t h a t t h e s u m o f t h e a m b i e n t t e m p e r a t u r e ( t a ) a n d t h e r i s e i n p a c k a g e t e m p e r a t u r e ( t r ) , w h i c h i s c a u s e d b y t h e t h e r m a l i m p e d a n c e o f t h e p a c k a g e a n d t h e i n t e r n a l p o w e r d i s s i p a t i o n , s h o u l d n o t e x c e e d 1 2 5 c , a s d i c t a t e d b y t h e f o l l o w i n g e x p r e s s i o n : t j = t r t a w h e r e : t a i s t h e a m b i e n t t e m p e r a t u r e . t j i s t h e m a x i m u m j u n c t i o n t e m p e r a t u r e . t r i s t h e r i s e i n p a c k a g e t e m p e r a t u r e d u e t o t h e p o w e r d i s s i p a t e d f r o m w i t h i n . t h e r i s e i n p a c k a g e t e m p e r a t u r e i s d i r e c t l y p r o p o r t i o n a l t o i t s t h e r m a l i m p e d a n c e c h a r a c t e r i s t i c s . t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n r e p r e s e n t s t h i s p r o p o r t i o n a l i t y r e l a t i o n s h i p : t r = j a p d r ( l o s s ) w h e r e : j a i s t h e t h e r m a l r e s i s t a n c e o f t h e p a c k a g e f r o m t h e j u n c t i o n t o t h e o u t s i d e s u r f a c e o f t h e d i e , w h e r e i t m e e t s t h e s u r r o u n d i n g a i r . p d r ( l o s s ) i s t h e o v e r a l l p o w e r d i s s i p a t e d b y t h e i c . t h e b u l k o f t h e p o w e r d i s s i p a t e d i s d u e t o t h e g a t e c a p a c i t a n c e o f t h e e x t e r n a l m o s f e t s . t h e p o w e r l o s s e q u a t i o n o f t h e m o s f e t d r i v e r s ( s e e t h e m o s f e t d r i v e r l o s s s e c t i o n i n t h e e f f i c i e n c y c o n s i d e r a t i o n s e c t i o n ) i s p d r ( l o s s ) = [ v d r ( f s w c u p p e r f e t v d r + i b i a s ) ] + [ v d d ( f s w c l o w e r f e t v d d + i b i a s ) ] w h e r e : c u p p e r f e t i s t h e i n p u t g a t e c a p a c i t a n c e o f t h e u p p e r - s i d e m o s f e t . c l o w e r f e t i s t h e i n p u t g a t e c a p a c i t a n c e o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t . i b i a s i s t h e d c c u r r e n t ( 2 m a ) f l o w i n g i n t o t h e u p p e r - s i d e a n d l o w e r - s i d e d r i v e r s . v d r i s t h e d r i v e r b i a s v o l t a g e ( t h a t i s , t h e l o w i n p u t v o l t a g e ( v d d ) m i n u s t h e r e c t i f i e r d r o p ( s e e f i g u r e 8 1 ) ) . v d d i s t h e b i a s v o l t a g e f o r e x a m p l e , i f t h e e x t e r n a l m o s f e t c h a r a c t e r i s t i c s a r e j a ( 1 0 - l e a d m s o p ) = 1 7 1 . 2 c / w , f s w = 3 0 0 k h z , i b i a s = 2 m a , c u p p e r f e t = 3 . 3 n f , c l o w e r f e t = 3 . 3 n f , v d r = 5 . 1 2 v , a n d v d d = 5 . 5 v , t h e n t h e p o w e r l o s s i s p d r ( l o s s ) = [ v d r ( f s w c u p p e r f e t v d r + i b i a s ) ] + [ v d d ( f s w c l o w e r f e t v d d + i b i a s ) ] = [ 5 . 1 2 ( 3 0 0 1 0 3 3 . 3 1 0 ? 9 5 . 1 2 + 0 . 0 0 2 ) ] + [ 5 . 5 ( 3 0 0 1 0 3 3 . 3 1 0 ? 9 5 . 5 + 0 . 0 0 2 ) ] = 7 7 . 1 3 m w t h e r i s e i n p a c k a g e t e m p e r a t u r e i s t r = j a p d r ( l o s s ) = 1 7 1 . 2 c 7 7 . 1 3 m w = 1 3 . 2 c a s s u m i n g a m a x i m u m a m b i e n t t e m p e r a t u r e e n v i r o n m e n t o f 8 5 c , t h e j u n c t i o n t e m p e r a t u r e i s t j = t r t a = 1 3 . 2 c + 8 5 c = 9 8 . 2 c w h i c h i s b e l o w t h e m a x i m u m j u n c t i o n t e m p e r a t u r e o f 1 2 5 c . d e s i g n e x a m p l e t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 a r e e a s y t o u s e , r e q u i r i n g o n l y a f e w d e s i g n c r i t e r i a . f o r e x a m p l e , t h e e x a m p l e o u t l i n e d i n t h i s s e c t i o n u s e s o n l y f o u r d e s i g n c r i t e r i a : v o u t = 1 . 8 v , i l o a d = 1 5 a ( p u l s i n g ) , v i n = 1 2 v ( t y p i c a l ) , a n d f s w = 3 0 0 k h z . i n p u t c a p a c i t o r t h e m a x i m u m i n p u t v o l t a g e r i p p l e i s u s u a l l y 1 % o f t h e m i n i m u m i n p u t v o l t a g e ( 1 1 . 8 v 0 . 0 1 = 1 2 0 m v ) . v r i p p = 1 2 0 m v v m a x , r i p p l e = v r i p p ? ( i l o a d , m a x e s r ) = 1 2 0 m v ? ( 1 5 a 0 . 0 0 1 ) = 4 5 m v m v 1 0 5 1 0 3 0 0 4 a 1 5 4 3 , , u u u r i p p l e m a x s w m a x l o a d i n , m i n v f i c = 1 2 0 f c h o o s e f i v e 2 2 f c e r a m i c c a p a c i t o r s . t h e o v e r a l l e s r o f f i v e 2 2 f c e r a m i c c a p a c i t o r s i s l e s s t h a n 1 m . i r m s = i l o a d / 2 = 7 . 5 a p c i n = ( i r m s ) 2 e s r = ( 7 . 5 a ) 2 1 m = 5 6 . 2 5 m w a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 2 9 o f 4 0 i n d u c t o r d e t e r m i n e t h e i n d u c t o r r i p p l e c u r r e n t a m p l i t u d e a s f o l l o w s : 3 l o a d l i i | ' = 5 a t h e n c a l c u l a t e f o r t h e i n d u c t o r v a l u e v 2 . 1 3 v 8 . 1 1 0 3 0 0 v 5 ) v 8 . 1 v 2 . 1 3 ( ) ( 3 , u u u u u ' i n , m a x o u t s w l o u t m a x i n v v f i v v l 2 l i = 1 . 0 3 h t h e i n d u c t o r p e a k c u r r e n t i s a p p r o x i m a t e l y 1 5 a + ( 5 a 0 . 5 ) = 1 7 . 5 a t h e r e f o r e , a n a p p r o p r i a t e i n d u c t o r s e l e c t i o n i s 1 . 0 h w i t h d c r = 3 . 3 m ( 7 4 4 3 5 5 2 1 0 0 ) f r o m t a b l e 8 , w i t h p e a k c u r r e n t h a n d l i n g o f 2 0 a . p d c r ( l o s s ) = d c r = 0 . 0 0 3 ( 1 5 a ) 2 = 6 7 5 m w c u r r e n t l i m i t p r o g r a m m i n g t h e v a l l e y c u r r e n t i s a p p r o x i m a t e l y 1 5 a ? ( 5 a 0 . 5 ) = 1 2 . 5 a a s s u m i n g a l o w e r - s i d e m o s f e t r o n o f 4 . 5 m , c h o o s i n g 1 3 a a s t h e v a l l e y c u r r e n t l i m i t f r o m t a b l e 7 a n d f i g u r e 7 1 i n d i c a t e s t h a t a p r o g r a m m i n g r e s i s t o r ( r e s ) o f 1 0 0 k c o r r e s p o n d s t o a n a c s o f 2 4 v / v . c h o o s e a p r o g r a m m a b l e r e s i s t o r o f r r e s = 1 0 0 k f o r a c u r r e n t - s e n s e g a i n o f 2 4 v / v . o u t p u t c a p a c i t o r a s s u m e a l o a d s t e p o f 1 5 a o c c u r s a t t h e o u t p u t , a n d n o m o r e t h a n 5 % i s a l l o w e d f o r t h e o u t p u t t o d e v i a t e f r o m t h e s t e a d y s t a t e o p e r a t i n g p o i n t . b e c a u s e t h e f r e q u e n c y i s p s e u d o - f i x e d , t h e a d v a n t a g e o f t h e a d p 1 8 8 2 i s t h a t t h e c o n v e r t e r i s a b l e t o r e s p o n d q u i c k l y b e c a u s e o f t h e i m m e d i a t e , t h o u g h t e m p o r a r y , i n c r e a s e i n s w i t c h i n g f r e q u e n c y . v d r o o p = 0 . 0 5 1 . 8 v = 9 0 m v a s s u m i n g t h e o v e r a l l e s r o f t h e o u t p u t c a p a c i t o r r a n g e s f r o m 5 m t o 1 0 m , ) m v 9 0 ( 1 0 3 0 0 1 5 2 ) ( 3 u u u a v f d r o o p s w 2 ' u ' u i c l o a d o u t = 1 . 1 1 m f t h e r e f o r e , a n a p p r o p r i a t e i n d u c t o r s e l e c t i o n i s f i v e 2 7 0 f p o l y m e r c a p a c i t o r s w i t h a c o m b i n e d e s r o f 3 . 5 m . a s s u m i n g a n o v e r s h o o t o f 4 5 m v , d e t e r m i n e i f t h e o u t p u t c a p a c i t o r t h a t w a s c a l c u l a t e d p r e v i o u s l y i s a d e q u a t e . 2 2 2 6 2 2 2 ) 8 . 1 ( ) m v 4 5 8 . 1 ( ) a 1 5 ( 1 0 1 ) ( ) ( u u ' u o u t o v s h t o u t l o a d o u t v v v i l c = 1 . 4 m f c h o o s e f i v e 2 7 0 f p o l y m e r c a p a c i t o r s . t h e r m s c u r r e n t t h r o u g h t h e o u t p u t c a p a c i t o r i s a 4 9 . 1 v 2 . 1 3 v 8 . 1 1 0 3 0 0 f 1 ) v 8 . 1 v 2 . 1 3 ( 3 1 2 1 ) ( 3 1 2 1 3 , , u u u u u u u m a x i n o u t s w o u t m a x i n r m s v v f l v v i t h e p o w e r l o s s d i s s i p a t e d t h r o u g h t h e e s r o f t h e o u t p u t c a p a c i t o r i s p c o u t = ( i r m s ) 2 e s r = ( 1 . 5 a ) 2 1 . 4 m = 3 . 1 5 m w f e e d b a c k r e s i s t o r n e t w o r k s e t u p i t i s r e c o m m e n d e d t h a t r b = 1 5 k b e u s e d . c a l c u l a t e r t a s f o l l o w s : r t = 1 5 k v 6 . 0 v ) 6 . 0 v 8 . 1 ( = 3 0 k c o m p e n s a t i o n n e t w o r k t o c a l c u l a t e r c o m p , c c o m p , a n d c p a r , t h e t r a n s c o n d u c t a n c e p a r a m e t e r a n d t h e c u r r e n t - s e n s e g a i n v a r i a b l e a r e r e q u i r e d . t h e t r a n s c o n d u c t a n c e p a r a m e t e r ( g m ) i s 5 0 0 a / v , a n d t h e c u r r e n t - s e n s e l o o p g a i n i s g c s = a / v 7 . 7 0 0 5 . 0 2 6 1 1 u o n c s r a w h e r e a c s a n d r o n a r e t a k e n f r o m s e t t i n g u p t h e c u r r e n t l i m i t ( s e e t h e p r o g r a m m i n g r e s i s t o r ( r e s ) d e t e c t c i r c u i t a n d v a l l e y c u r r e n t - l i m i t s e t t i n g s e c t i o n s ) . t h e c r o s s o v e r f r e q u e n c y i s 1 / 1 2 o f t h e s w i t c h i n g f r e q u e n c y : 3 0 0 k h z / 1 2 = 2 5 k h z t h e z e r o f r e q u e n c y i s 1 / 4 o f t h e c r o s s o v e r f r e q u e n c y : 2 5 k h z / 4 = 6 . 2 5 k h z 3 . 8 1 0 5 0 0 1 0 1 1 . 1 1 0 2 5 1 4 1 . 3 2 1 0 2 5 . 6 1 0 2 5 1 0 2 5 2 6 3 3 3 3 3 u u u u u u u u u u u u s u r e f o u t c s m o u t c r o s s z e r o c r o s s c r o s s c o m p v v a g c f f f f r 8 . 0 8 . 1 = 7 5 k z e r o c o m p c o m p f r c s 2 1 = 3 3 1 0 2 5 . 6 1 0 7 5 1 4 . 3 2 1 u u u u u = 3 4 0 p f a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 3 0 o f 4 0 l o s s c a l c u l a t i o n s p s w ( l o s s ) = f s w r g a t e c t o t a l i l o a d v i n 2 = 3 0 0 1 0 3 1 . 5 3 . 3 1 0 ? 9 1 5 a 1 2 2 = 5 3 4 . 6 m w d u t y c y c l e = 1 . 8 / 1 2 v = 0 . 1 5 . > r o n ( n 2 ) = 5 . 4 m . t b o d y ( l o s s ) = 2 0 n s ( b o d y c o n d u c t i o n t i m e ) . v f = 0 . 8 4 v ( m o s f e t f o r w a r d v o l t a g e ) . c i n = 3 . 3 n f ( m o s f e t g a t e i n p u t c a p a c i t a n c e ) . q n 1 , n 2 = 1 7 n c ( t o t a l m o s f e t g a t e c h a r g e ) . r g a t e = 1 . 5 ( m o s f e t g a t e i n p u t r e s i s t a n c e ) . > @ 2 l o a d i u 1 n 2 ( o n ) n 1 ( o n ) n 1 , n 2 ( c l ) r d r d p u u = ( 0 . 1 5 0 . 0 0 5 4 + 0 . 8 5 0 . 0 0 5 4 ) ( 1 5 a ) 2 = 1 . 2 1 5 w 2 ) ( ) ( u u u f l o a d s w l o s s b o d y l o s s b o d y v i t t p = 2 0 n s 3 0 0 1 0 3 1 5 a 0 . 8 4 2 = 1 5 1 . 2 m w @ b i a s d r u p p e r f e t s w d r l o s s d r i v c f v p u ) ( + > @ i f v b i a s d d u p p e r f e t s w d d v c u 2 l o a d i = ( 5 . 1 2 ( 3 0 0 1 0 3 3 . 3 1 0 ? 9 5 . 1 2 + 0 . 0 0 2 ) ) + ( 5 . 5 ( 3 0 0 1 0 3 3 . 3 1 0 ? 9 5 . 5 + 0 . 0 0 2 ) ) = 7 7 . 1 3 m w p c o u t = ( i r m s ) 2 e s r = ( 1 . 5 a ) 2 1 . 4 m = 3 . 1 5 m w p d c r ( l o s s ) = d c r = 0 . 0 0 3 ( 1 5 a ) 2 = 6 7 5 m w p c i n = ( i r m s ) 2 e s r = ( 7 . 5 a ) 2 1 m = 5 6 . 2 5 m w p l o s s = p n 1 , n 2 + p b o d y ( l o s s ) + p s w + p d c r + p d r + p c o u t + p c i n = 1 . 2 1 5 w + 1 5 1 . 2 m w + 5 3 4 . 6 m w + 7 7 . 1 3 m w + 3 . 1 5 m w + 6 7 5 m w + 5 6 . 2 5 m w = 2 . 6 2 w a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 3 1 o f 4 0 e x t e r n a l c o m p o n e n t r e c o m m e n d a t i o n s t h e c o n f i g u r a t i o n s t h a t a r e l i s t e d i n t a b l e 8 a r e w i t h f c r o s s = 1 / 1 2 f s w , f z e r o = ? f c r o s s , r r e s = 1 0 0 k , r b o t = 1 5 k , r o n = 5 . 4 m ( b s c 0 4 2 n 0 3 0 m s g ) , v d d = 5 v , a n d a m a x i m u m l o a d c u r r e n t o f 1 4 a . t h e a d p 1 8 8 3 m o d e l s t h a t a r e l i s t e d i n t a b l e 8 a r e t h e p s m v e r s i o n s o f t h e d e v i c e . t a b l e 8 . e x t e r n a l c o m p o n e n t v a l u e s m a r k i n g c o d e s a p m o d e l a d p 1 8 8 2 a d p 1 8 8 3 v o u t ( v ) v i n ( v ) c i n ( f ) c o u t ( f ) l 1 ( h ) r c ( k ) c c o m p ( p f ) c p a r ( p f ) r t o p ( k ) a d p 1 8 8 2 a r m z - 0 . 3 - r 7 / a d p 1 8 8 3 a r m z - 0 . 3 - r 7 l g f l g j 0 . 8 1 3 5 2 2 5 5 5 6 0 2 0 . 4 7 3 8 . 3 9 1 1 9 1 0 . 0 l g f l g j 1 . 2 1 3 5 2 2 5 4 5 6 0 2 1 . 0 3 8 . 3 9 1 1 9 1 7 . 5 l g f l g j 1 . 8 1 3 5 2 2 5 5 2 7 0 3 1 . 2 3 8 . 3 7 0 3 7 0 1 8 . 7 5 l g f l g j 2 . 5 1 3 5 2 2 5 3 2 7 0 3 1 . 5 3 3 8 . 3 7 0 3 7 0 3 1 . 9 l g f l g j 3 . 3 1 3 5 2 2 5 3 3 3 0 4 2 . 0 3 8 . 3 7 0 3 7 0 4 6 . 9 l g f l g j 5 1 3 4 2 2 5 3 3 0 4 3 . 2 7 2 7 . 4 9 8 5 9 8 7 8 . 8 l g f l g j 7 1 3 4 2 2 5 2 2 5 + ( 4 4 7 6 ) 3 . 4 4 2 7 . 4 9 8 5 9 8 1 1 6 . 3 l g f l g j 1 . 2 1 6 . 5 5 2 2 5 4 5 6 0 2 1 . 0 3 8 . 3 9 1 1 9 1 7 . 5 l g f l g j 1 . 8 1 6 . 5 4 2 2 5 4 2 7 0 3 1 . 0 3 8 . 3 7 2 9 7 3 1 8 . 8 l g f l g j 2 . 5 1 6 . 5 4 2 2 5 4 2 7 0 3 1 . 6 7 3 8 . 3 7 2 9 7 3 3 1 . 9 l g f l g j 3 . 3 1 6 . 5 4 2 2 5 3 3 3 0 4 2 . 0 0 3 8 . 3 7 2 9 7 3 4 6 . 9 l g f l g j 5 1 6 . 5 3 2 2 5 2 1 5 0 7 3 . 8 4 2 7 . 4 1 0 2 0 1 0 2 7 8 . 8 l g f l g j 7 1 6 . 5 3 2 2 5 2 2 5 + 4 4 7 6 4 . 4 4 2 7 . 4 1 0 2 0 1 0 2 1 1 6 . 3 a d p 1 8 8 2 a r m z - 0 . 6 - r 7 / a d p 1 8 8 3 a r m z - 0 . 6 - r 7 l g g l g k 0 . 8 5 . 5 5 2 2 5 4 5 6 0 2 0 . 2 2 3 8 . 3 4 1 8 4 2 0 . 0 l g g l g k 1 . 2 5 . 5 5 2 2 5 4 2 7 0 3 0 . 4 7 3 8 . 3 4 0 1 4 0 7 . 5 l g g l g k 1 . 8 5 . 5 5 2 2 5 3 2 7 0 3 0 . 4 7 3 8 . 3 3 3 4 3 3 1 8 . 8 l g g l g k 2 . 5 5 . 5 5 2 2 5 3 1 8 0 8 0 . 4 7 3 8 . 3 3 3 4 3 3 3 1 . 9 l g g l g k 1 . 2 1 3 5 2 2 5 5 2 7 0 3 0 . 4 7 3 8 . 3 5 0 1 5 0 7 . 5 l g g l g k 1 . 8 1 3 5 1 0 9 3 3 3 0 4 0 . 7 2 3 8 . 3 3 7 8 3 8 1 8 . 8 l g g l g k 2 . 5 1 3 5 1 0 9 3 2 7 0 3 0 . 9 0 3 8 . 3 3 7 8 3 8 3 1 . 9 l g g l g k 3 . 3 1 3 5 1 0 9 2 2 7 0 3 1 . 0 0 3 8 . 3 3 7 8 3 8 4 6 . 9 l g g l g k 5 1 3 5 1 0 9 1 5 0 7 1 . 7 6 2 7 . 4 5 2 9 5 3 7 8 . 8 l g g l g k 1 . 2 1 6 . 5 3 1 0 9 4 2 7 0 3 0 . 4 7 3 8 . 3 4 4 5 4 5 7 . 5 l g g l g k 1 . 8 1 6 . 5 4 1 0 9 2 3 3 0 4 0 . 7 2 3 8 . 3 4 0 1 4 0 1 8 . 8 l g g l g k 2 . 5 1 6 . 5 4 1 0 9 3 2 7 0 3 0 . 9 0 3 8 . 3 4 0 1 4 0 3 1 . 9 l g g l g k 3 . 3 1 6 . 5 4 1 0 9 3 3 0 4 1 . 0 3 8 . 3 3 6 4 3 6 4 6 . 9 l g g l g k 5 1 6 . 5 4 1 0 9 4 4 7 6 2 . 0 2 7 . 4 5 1 0 5 1 7 8 . 8 l g g l g k 7 1 6 . 5 4 1 0 9 3 4 7 6 2 . 0 2 7 . 4 4 6 8 4 7 1 1 6 . 3 a d p 1 8 8 2 a r m z - 1 . 0 - r 7 / a d p 1 8 8 3 a r m z - 1 . 0 - r 7 l g h l g l 0 . 8 5 . 5 5 2 2 5 4 2 7 0 3 0 . 2 2 3 8 . 3 2 7 5 2 7 0 . 0 l g h l g l 1 . 2 5 . 5 5 2 2 5 2 3 3 0 4 0 . 2 2 3 8 . 3 2 7 5 2 7 7 . 5 l g h l g l 1 . 8 5 . 5 3 2 2 5 3 1 8 0 8 0 . 2 2 3 8 . 3 2 0 0 2 0 1 8 . 8 l g h l g l 2 . 5 5 . 5 3 2 2 5 2 7 0 3 0 . 2 2 3 8 . 3 2 0 0 2 0 3 1 . 9 l g h l g l 1 . 2 1 3 4 1 0 9 3 3 3 0 4 0 . 2 2 3 8 . 3 2 8 6 2 9 7 . 5 l g h l g l 1 . 8 1 3 4 1 0 9 3 2 7 0 3 0 . 4 7 3 8 . 3 2 5 9 2 6 1 8 . 8 l g h l g l 2 . 5 1 3 4 1 0 9 2 x 2 7 0 3 0 . 4 7 3 8 . 3 2 5 9 2 6 3 1 . 9 l g h l g l 3 . 3 1 3 5 1 0 9 2 7 0 3 0 . 7 2 3 8 . 3 2 5 9 2 6 4 6 . 9 l g h l g l 5 1 3 4 1 0 9 3 4 7 6 1 . 0 2 7 . 4 3 3 0 3 3 7 8 . 8 l g h l g l 1 . 2 1 6 . 5 4 1 0 9 4 2 7 0 3 0 . 4 7 3 8 . 3 4 0 1 4 0 7 . 5 l g h l g l 1 . 8 1 6 . 5 4 1 0 9 3 2 7 0 3 0 . 4 7 3 8 . 3 3 2 1 3 2 1 8 . 8 l g h l g l 2 . 5 1 6 . 5 4 1 0 9 3 1 8 0 8 0 . 7 2 3 8 . 3 2 8 6 2 9 3 1 . 9 l g h l g l 3 . 3 1 6 . 5 4 1 0 9 2 7 0 3 0 . 7 2 3 8 . 3 2 6 7 2 7 4 6 . 9 a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 3 2 o f 4 0 m a r k i n g c o d e s a p m o d e l a d p 1 8 8 2 a d p 1 8 8 3 v o u t ( v ) v i n ( v ) c i n ( f ) c o u t ( f ) l 1 ( h ) r c ( k ) c c o m p ( p f ) c p a r ( p f ) r t o p ( k ) l g h l g l 5 1 6 . 5 3 1 0 9 3 4 7 6 1 . 4 2 7 . 4 3 3 0 3 3 7 8 . 8 l g h l g l 7 1 6 . 5 3 1 0 9 2 2 5 + 4 7 6 1 . 4 2 7 . 4 2 8 1 2 8 1 1 6 . 3 1 s e e t h e s e c t i o n ( s e e ) . i n d u c t o r s e l e c t i o n t a b l e 9 t a b l e 9 . r e c o m m e n d e d i n d u c t o r s 2 5 6 0 f p a n a s o n i c ( s p - s e r i e s ) 2 v , 7 m , 3 . 7 a e e f u e 0 d 5 6 1 l r ( 4 . 3 m m 7 . 3 m m 4 . 2 m m ) . 3 2 7 0 f p a n a s o n i c ( s p - s e r i e s ) 4 v , 7 m , 3 . 7 a e e f u e 0 g 2 7 1 l r ( 4 . 3 m m 7 . 3 m m 4 . 2 m m ) . 4 3 3 0 f p a n a s o n i c ( s p - s e r i e s ) 4 v , 1 2 m , 3 . 3 a e e f u e 0 g 3 3 1 r ( 4 . 3 m m 7 . 3 m m 4 . 2 m m ) . 5 2 2 f m u r a t a 2 5 v , x 7 r , 1 2 1 0 g r m 3 2 e r 7 1 e 2 2 6 k e 1 5 l ( 3 . 2 m m 2 . 5 m m 2 . 5 m m ) . 6 4 7 f m u r a t a 1 6 v , x 5 r , 1 2 1 0 g r m 3 2 e r 6 1 c 4 7 6 k e 1 5 l ( 3 . 2 m m 2 . 5 m m 2 . 5 m m ) . 7 1 5 0 f p a n a s o n i c ( s p - s e r i e s ) 6 . 3 v , 1 0 m , 3 . 5 a e e f u e 0 j 1 5 1 x r ( 4 . 3 m m 7 . 3 m m 4 . 2 m m ) . 8 1 8 0 f p a n a s o n i c ( s p - s e r i e s ) 4 v , 1 0 m , 3 . 5 a e e f u e 0 g 1 8 1 x r ( 4 . 3 m m 7 . 3 m m 4 . 2 m m ) . 9 1 0 f t d k 2 5 v , x 7 r , 1 2 1 0 c 3 2 2 5 x 7 r 1 e 1 0 6 m . l ( h ) d c r ( m ) i s a t ( a ) d i m e n s i o n ( m m ) m a n u f a c t u r e r m o d e l n u m b e r 0 . 1 2 0 . 3 3 5 5 1 0 . 2 7 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 0 3 0 1 2 0 . 2 2 0 . 3 3 3 0 1 0 . 2 7 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 0 3 0 2 2 0 . 4 7 0 . 8 5 0 1 4 . 2 1 2 . 8 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 5 5 1 4 7 0 . 7 2 1 . 6 5 3 5 1 0 . 5 1 0 . 2 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 2 5 0 7 2 0 . 9 1 . 6 2 8 1 3 1 2 . 8 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 5 5 0 9 0 1 . 2 1 . 8 2 5 1 0 . 5 1 0 . 2 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 2 5 1 2 0 1 . 0 3 . 3 2 0 1 0 . 5 1 0 . 2 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 5 5 2 1 0 0 1 . 4 3 . 2 2 4 1 4 1 2 . 8 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 1 8 1 8 0 2 . 0 2 . 6 2 2 1 3 . 2 1 2 . 8 w u r t h e l e c t r o n i c s 7 4 4 3 5 5 1 2 0 0 0 . 8 2 7 . 5 s u m i d a c e p 1 2 5 u - 0 r 8 t a b l e 1 0 . r e c o m m e n d e d m o s f e t s v g s = 4 . 5 v r o n ( m ) i d ( a ) v d s ( v ) c i n ( n f ) q t o t a l ( n c ) p a c k a g e m a n u f a c t u r e r m o d e l n u m b e r u p p e r - s i d e m o s f e t ( q 1 / q 2 ) 5 . 4 4 7 3 0 3 . 2 2 0 p g - t d s o n 8 i n f i n e o n b s c 0 4 2 n 0 3 m s g 1 0 . 2 5 3 3 0 1 . 6 1 0 p g - t d s o n 8 i n f i n e o n b s c 0 8 0 n 0 3 m s g 6 . 0 1 9 3 0 3 5 s o - 8 v i s h a y s i 4 8 4 2 d y 9 1 4 3 0 2 . 4 2 5 s o - 8 i n t e r n a t i o n a l r e c t i f i e r i r f 7 8 1 1 l o w e r - s i d e m o s f e t ( q 3 / q 4 ) 5 . 4 4 7 3 0 3 . 2 2 0 p g - t d s o n 8 i n f i n e o n b s c 0 4 2 n 0 3 0 m s g 1 0 . 2 8 2 3 0 1 . 6 1 0 p g - t d s o n 8 i n f i n e o n b s c 0 8 0 n 0 3 0 m s g 6 . 0 1 9 3 0 3 5 s o - 8 v i s h a y s i 4 8 4 2 d y a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 3 3 o f 4 0 l a y o u t c o n s i d e r a t i o n s t h e p e r f o r m a n c e o f a d c - t o - d c c o n v e r t e r d e p e n d s h i g h l y o n h o w t h e v o l t a g e a n d c u r r e n t p a t h s a r e c o n f i g u r e d o n t h e p r i n t e d c i r c u i t b o a r d ( p c b ) . o p t i m i z i n g t h e p l a c e m e n t o f s e n s i t i v e a n a l o g a n d p o w e r c o m p o n e n t s a r e e s s e n t i a l t o m i n i m i z e o u t p u t r i p p l e , m a i n t a i n t i g h t r e g u l a t i o n s p e c i f i c a t i o n s , a n d r e d u c e p w m j i t t e r a n d e l e c t r o m a g n e t i c i n t e r f e r e n c e . f i g u r e 8 3 s h o w s t h e s c h e m a t i c o f a t y p i c a l a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 u s e d f o r a h i g h p o w e r a p p l i c a t i o n . b l u e t r a c e s d e n o t e h i g h c u r r e n t p a t h w a y s . v i n , p g n d , a n d v o u t t r a c e s s h o u l d b e w i d e a n d p o s s i b l y r e p l i c a t e d , d e s c e n d i n g d o w n i n t o t h e m u l t i p l e l a y e r s . v i a s s h o u l d p o p u l a t e , m a i n l y a r o u n d t h e p o s i t i v e a n d n e g a t i v e t e r m i n a l s o f t h e i n p u t a n d o u t p u t c a p a c i t o r s , a l o n g s i d e t h e s o u r c e o f q 1 / q 2 , t h e d r a i n o f q 3 / q 4 , a n d t h e i n d u c t o r . h i g h v o l t a g e i n p u t v i n = 1 2 v h i g h v o l t a g e i n p u t v d d = 5 v m u r a t a : ( h i g h v o l t a g e i n p u t c a p a c i t o r s ) 2 2 f , 2 5 v , x 7 r , 1 2 1 0 g r m 3 2 e r 7 1 e 2 2 6 k e 1 5 l p a n a s o n i c : ( o u t p u t c a p a c i t o r s ) 2 7 0 f s p - s e r i e s , 4 v , 7 m ? e e f u e 0 g 2 7 1 l r i n f i n e o n m o s f e t s ( n o c o n n e c t i o n f o r q 2 / q 4 : b s c 0 4 2 n 0 3 m s g ( l o w e r s i d e ) b s c 0 8 0 n 0 3 m s g ( u p p e r s i d e ) w u r t h i n d u c t o r s : 1 h , 3 . 3 m ? , 2 0 a 7 4 4 3 5 5 2 1 0 0 r 5 1 0 0 k ? q 3 q 4 q 1 q 2 c 1 2 1 0 0 n f v o u t = 1 . 8 v , 1 5 a c 3 2 2 f c 4 2 2 f c 5 2 2 f c 6 2 2 f c 7 2 2 f c 8 n / a c 2 3 2 7 0 f + c 2 4 2 7 0 f + c 2 2 2 7 0 f + c 2 1 2 7 0 f + c 2 0 2 7 0 f + c 1 4 t o c 1 9 n / a + 1 . 0 h r 6 2 ? c 1 3 1 . 5 n f r 1 1 8 . 7 5 k ? r 2 1 5 k ? r 4 0 ? v o u t 1 v i n 1 0 b s t 2 c o m p / e n 9 s w 3 f b 8 d r v h 4 g n d 7 p g n d 5 v d d 6 d r v l a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 c c 7 0 0 p f c f 7 0 p f r c 3 8 . 1 k ? c 1 1 f c 2 0 . 1 f j p 1 0 8 9 0 1 - 0 8 2 f i g u r e 8 3 . a d p 1 8 8 2 h i g h c u r r e n t e v a l u a t i o n b o a r d s c h e m a t i c ( b l u e t r a c e s i n d i c a t e h i g h c u r r e n t p a t h s ) a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 3 4 o f 4 0 o u t p u t c a p a c i t o r s a r e m o u n t e d o n t h e r i g h t m o s t a r e a o f t h e e v b , w r a p p i n g b a c k a r o u n d t o t h e m a i n p o w e r g r o u n d p l a n e , w h e r e i t m e e t s w i t h t h e n e g a t i v e t e r m i n a l s o f t h e i n p u t c a p a c i t o r s . i n p u t c a p a c i t o r s a r e m o u n t e d c l o s e t o d r a i n o f q 1 / q 2 a n d s o u r c e o f q 3 / q 4 . b y p a s s p o w e r c a p a c i t o r ( c 1 ) f o r v d d b i a s d e c o u p l i n g a n d h i g h f r e q u e n c y c a p a c i t o r ( c 2 ) a s c l o s e a s p o s s i b l e t o t h e i c . s e n s i t i v e a n a l o g c o m p o n e n t s l o c a t e d f a r f r o m t h e n o i s y p o w e r s e c t i o n . s e p a r a t e a n a l o g g r o u n d p l a n e f o r t h e a n a l o g c o m p o n e n t s ( t h a t i s , c o m p e n s a t i o n a n d f e e d b a c k r e s i s t o r s ) . 0 8 9 0 1 - 0 8 3 f i g u r e 8 4 . o v e r a l l l a y o u t o f t h e a d p 1 8 8 2 h i g h c u r r e n t e v a l u a t i o n b o a r d 0 8 9 0 1 - 0 8 4 f i g u r e 8 5 . l a y e r 2 o f e v a l u a t i o n b o a r d a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 3 5 o f 4 0 b o t t o m r e s i s t o r t a p t o t h e a n a l o g g r o u n d p l a n e . v o u t s e n s e t a p l i n e e x t e n d i n g b a c k t o t h e t o p r e s i s t o r i n t h e f e e d b a c k d i v i d e r n e t w o r k ( s e e f i g u r e 8 2 ) . t h i s o v e r l a p s w i t h p g n d s e n s e t a p l i n e e x t e n d i n g b a c k t o t h e a n a l o g p l a n e ( s e e f i g u r e 8 6 , l a y e r 4 f o r p g n d t a p ) . 0 8 9 0 1 - 0 8 5 f i g u r e 8 6 . l a y e r 3 o f e v a l u a t i o n b o a r d b o t t o m r e s i s t o r t a p t o t h e a n a l o g g r o u n d p l a n e . p g n d s e n s e t a p f r o m n e g a t i v e t e r m i n a l s o f o u t p u t b u l k c a p a c i t o r s . t h i s t r a c k p l a c e m e n t s h o u l d b e d i r e c t l y b e l o w t h e v o u t s e n s e l i n e f r o m f i g u r e 8 4 . 0 8 9 0 1 - 0 8 6 f i g u r e 8 7 . l a y e r 4 ( b o t t o m l a y e r ) o f e v a l u a t i o n b o a r d a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 3 6 o f 4 0 i c s e c t i o n ( l e f t s i d e o f e v a l u a t i o n b o a r d ) a d e d i c a t e d p l a n e f o r t h e a n a l o g g r o u n d p l a n e ( g n d ) s h o u l d b e s e p a r a t e f r o m t h e m a i n p o w e r g r o u n d p l a n e ( p g n d ) . w i t h t h e s h o r t e s t p a t h p o s s i b l e , c o n n e c t t h e a n a l o g g r o u n d p l a n e t o t h e g n d p i n ( p i n 4 ) . t h i s p l a n e s h o u l d b e o n o n l y t h e t o p l a y e r o f t h e e v a l u a t i o n b o a r d . t o a v o i d c r o s s t a l k i n t e r f e r e n c e , t h e r e s h o u l d n o t b e a n y o t h e r v o l t a g e o r c u r r e n t p a t h w a y d i r e c t l y b e l o w t h i s p l a n e o n l a y e r 2 , l a y e r 3 , o r l a y e r 4 . c o n n e c t t h e n e g a t i v e t e r m i n a l s o f a l l s e n s i t i v e a n a l o g c o m p o n e n t s t o t h e a n a l o g g r o u n d p l a n e . e x a m p l e s o f s u c h s e n s i t i v e a n a l o g c o m - p o n e n t s i n c l u d e t h e b o t t o m r e s i s t o r o f t h e r e s i s t o r d i v i d e r , t h e h i g h f r e q u e n c y b y p a s s c a p a c i t o r f o r b i a s i n g ( 0 . 1 f ) , a n d t h e c o m p e n s a t i o n n e t w o r k . m o u n t a 1 f b y p a s s c a p a c i t o r d i r e c t l y a c r o s s v d d ( p i n 5 ) a n d p g n d ( p i n 7 ) . i n a d d i t i o n , a 0 . 1 f s h o u l d b e t i e d a c r o s s v d d ( p i n 5 ) a n d g n d ( p i n 4 ) . p o w e r s e c t i o n a s s h o w n i n f i g u r e 8 4 , a n a p p r o p r i a t e c o n f i g u r a t i o n t o l o c a l i z e l a r g e c u r r e n t t r a n s f e r f r o m t h e h i g h v o l t a g e i n p u t ( v i n ) t o t h e o u t - p u t ( v o u t ) , a n d t h e n b a c k t o t h e p o w e r g r o u n d , p u t s t h e v i n p l a n e o n t h e l e f t , t h e o u t p u t p l a n e o n t h e r i g h t , a n d t h e m a i n p o w e r g r o u n d p l a n e i n b e t w e e n t h e t w o . c u r r e n t t r a n s f e r s f r o m t h e i n p u t c a p a c i t o r s t o t h e o u t p u t c a p a c i t o r s , t h r o u g h q 1 / q 2 , d u r i n g t h e o n s t a t e ( s e e f i g u r e 8 8 ) . t h e d i r e c t i o n o f t h i s c u r r e n t ( y e l l o w a r r o w ) i s m a i n t a i n e d a s q 1 / q 2 t u r n s o f f a n d q 3 / q 4 t u r n s o n . w h e n q 3 / q 4 t u r n s o n , t h e c u r r e n t d i r e c t i o n c o n t i n u e s t o b e m a i n t a i n e d ( r e d a r r o w ) a s i t c i r c l e s f r o m t h e p o w e r g r o u n d t e r m i n a l o f t h e b u l k c a p a c i t o r t o t h e o u t p u t c a p a c i t o r s , t h r o u g h t h e q 3 / q 4 . a r r a n g i n g t h e p o w e r p l a n e s i n t h i s m a n n e r m i n i m i z e s t h e a r e a i n w h i c h c h a n g e s i n f l u x o c c u r i f t h e c u r r e n t t h r o u g h q 1 / q 2 s t o p s a b r u p t l y . s u d d e n c h a n g e s i n f l u x , u s u a l l y a t t h e s o u r c e t e r m i n a l s o f q 1 / q 2 a n d t h e d r a i n t e r m i n a l s o f q 3 / q 4 , c a u s e l a r g e d v / d t ? s a t t h e s w n o d e . v o u t s w v i n p g n d 0 8 9 0 1 - 0 8 7 l a y e r 1 : s e n s e l i n e f o r s w ( d r a i n o f l o w e r m o s f e t ) l a y e r 1 : s e n s e l i n e f o r p g n d ( s o u r c e o f l o w e r m o s f e t ) f i g u r e 8 8 . p r i m a r y c u r r e n t p a t h w a y s d u r i n g t h e o n s t a t e o f t h e u p p e r - s i d e m o s f e t ( l e f t a r r o w ) a n d t h e o n s t a t e o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t ( r i g h t a r r o w ) t h e s w n o d e i s n e a r t h e t o p o f t h e e v a l u a t i o n b o a r d . t h e s w n o d e s h o u l d u s e t h e l e a s t a m o u n t o f a r e a p o s s i b l e a n d b e k e p t a w a y f r o m a n y s e n s i t i v e a n a l o g c i r c u i t r y a n d c o m p o n e n t s b e c a u s e t h i s i s w h e r e m o s t s u d d e n c h a n g e s i n f l u x d e n s i t y o c c u r . w h e n p o s s i b l e , r e p l i c a t e t h i s p a d o n t o l a y e r 2 a n d l a y e r 3 f o r t h e r m a l r e l i e f a n d e l i m i n a t e a n y o t h e r v o l t a g e a n d c u r r e n t p a t h w a y s d i r e c t l y b e n e a t h t h e s w n o d e p l a n e . p o p u l a t e t h e s w n o d e p l a n e w i t h v i a s , m a i n l y a r o u n d t h e e x p o s e d p a d o f t h e i n d u c t o r t e r m i n a l a n d a r o u n d t h e p e r i m e t e r o f t h e s o u r c e o f q 1 / q 2 a n d t h e d r a i n o f q 3 / q 4 . t h e o u t p u t v o l t a g e p o w e r p l a n e ( v o u t ) i s a t t h e r i g h t - m o s t e n d o f t h e e v a l u a t i o n b o a r d . t h i s p l a n e s h o u l d b e r e p l i c a t e d , d e s c e n d i n g d o w n t o m u l t i p l e l a y e r s w i t h v i a s s u r r o u n d i n g t h e i n d u c t o r t e r m i n a l a n d t h e p o s i t i v e t e r m i n a l s o f t h e o u t p u t b u l k c a p a c i t o r s . e n s u r e t h a t t h e n e g a t i v e t e r m i n a l s o f t h e o u t p u t c a p a c i t o r s a r e p l a c e d c l o s e t o t h e m a i n p o w e r g r o u n d ( p g n d ) , a s p r e v i o u s l y m e n t i o n e d . a l l o f t h e s e p o i n t s f o r m a t i g h t c i r c l e ( c o m p o n e n t g e o m e t r y p e r m i t t i n g ) t h a t m i n i m i z e s t h e a r e a o f f l u x c h a n g e a s t h e e v e n t s w i t c h e s b e t w e e n d a n d 1 ? d . d i f f e r e n t i a l s e n s i n g b e c a u s e t h e a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 o p e r a t e i n v a l l e y c u r r e n t - m o d e c o n t r o l , a d i f f e r e n t i a l v o l t a g e r e a d i n g i s t a k e n a c r o s s t h e d r a i n a n d s o u r c e o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t . t h e d r a i n o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t s h o u l d b e c o n n e c t e d a s c l o s e a s p o s s i b l e t o p i n 9 ( s w ) o f t h e i c . l i k e w i s e , c o n n e c t t h e s o u r c e a s c l o s e a s p o s s i b l e t o p i n 7 ( p g n d ) o f t h e i c . w h e n p o s s i b l e , b o t h o f t h e s e t r a c k l i n e s s h o u l d b e n a r r o w a n d a w a y f r o m a n y o t h e r a c t i v e d e v i c e o r v o l t a g e / c u r r e n t p a t h s . s w p g n d 0 8 9 0 1 - 0 8 8 f i g u r e 8 9 . d r a i n / s o u r c e t r a c k i n g t a p p i n g o f t h e l o w e r - s i d e m o s f e t f o r c s a m p d i f f e r e n t i a l s e n s i n g ( y e l l o w s e n s e l i n e o n l a y e r 2 ) d i f f e r e n t i a l s e n s i n g s h o u l d a l s o b e a p p l i e d b e t w e e n t h e o u t e r m o s t o u t p u t c a p a c i t o r t o t h e f e e d b a c k r e s i s t o r d i v i d e r ( s e e f i g u r e 8 6 a n d f i g u r e 8 7 ) . c o n n e c t t h e p o s i t i v e t e r m i n a l o f t h e o u t p u t c a p a c i t o r t o t h e t o p r e s i s t o r ( r t ) . c o n n e c t t h e n e g a t i v e t e r m i n a l o f t h e o u t p u t c a p a c i t o r t o t h e n e g a t i v e t e r m i n a l o f t h e b o t t o m r e s i s t o r , w h i c h c o n n e c t s t o t h e a n a l o g g r o u n d p l a n e , a s w e l l . b o t h o f t h e s e t r a c k l i n e s , a s p r e v i o u s l y m e n t i o n e d , s h o u l d b e n a r r o w a n d a w a y f r o m a n y o t h e r a c t i v e d e v i c e o r v o l t a g e / c u r r e n t p a t h s . a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 3 7 o f 4 0 2 7 0 f s p - s e r i e s , 4 v , 7 m ? e e f u e 0 g 2 7 1 l r i n f i n e o n m o s f e t s ( n o c o n n e c t i o n f o r q 2 / q 4 : b s c 0 4 2 n 0 3 m s g ( l o w e r s i d e ) b s c 0 8 0 n 0 3 m s g ( u p p e r s i d e ) w u r t h i n d u c t o r s : 1 h , 3 . 3 m ? , 2 0 a 7 4 4 3 5 5 2 1 0 0 t y p i c a l a p p l i c a t i o n s c i r c u i t s d u a l - i n p u t , 3 0 0 k h z h i g h c u r r e n t a p p l i c a t i o n s c i r c u i t m u r a t a : ( h i g h v o l t a g e i n p u t c a p a c i t o r s ) 2 2 f , 2 5 v , x 7 r , 1 2 1 0 g r m 3 2 e r 7 1 e 2 2 6 k e 1 5 l p a n a s o n i c : ( o u t p u t c a p a c i t o r s ) r 5 1 0 0 k ? q 3 q 4 q 1 q 2 h i g h v o l t a g e i n p u t v i n = 1 2 v h i g h v o l t a g e i n p u t v d d = 5 v c 1 2 1 0 0 n f v o u t = 1 . 8 v , 1 5 a c 3 2 2 f c 4 2 2 f c 5 2 2 f c 6 2 2 f c 7 2 2 f c 8 n / a c 2 3 2 7 0 f + c 2 4 2 7 0 f + c 2 2 2 7 0 f + c 2 1 2 7 0 f + c 2 0 2 7 0 f + c 1 4 t o c 1 9 n / a + 1 . 0 h r 6 2 ? c 1 3 1 . 5 n f r 1 1 8 . 7 5 k ? r 2 1 5 k ? r 4 0 ? v o u t 1 v i n 1 0 b s t 2 c o m p / e n 9 s w 3 f b 8 d r v h 4 g n d 7 p g n d 5 v d d 6 d r v l a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 c c 7 0 0 p f c f 7 0 p f r c 3 8 . 1 k ? c 1 1 f c 2 0 . 1 f j p 1 0 8 9 0 1 - 0 8 9 1 8 0 f s p - s e r i e s , 4 v , 1 0 m ? e e f u e 0 g 1 8 1 x r i n f i n e o n m o s f e t s ( n o c o n n e c t i o n f o r q 2 / q 4 : b s c 0 4 2 n 0 3 m s g ( l o w e r s i d e ) b s c 0 8 0 n 0 3 m s g ( u p p e r s i d e ) w u r t h i n d u c t o r s : 0 . 4 7 h , 0 . 8 m ? , 5 0 a 7 4 4 3 5 5 1 4 7 f i g u r e 9 0 . a p p l i c a t i o n s c i r c u i t f o r 1 2 v i n p u t , 1 . 8 v o u t p u t , 1 5 a , 3 0 0 k h z ( q 2 / q 4 n o c o n n e c t ) s i n g l e - i n p u t , 6 0 0 k h z a p p l i c a t i o n s c i r c u i t m u r a t a : ( h i g h v o l t a g e i n p u t c a p a c i t o r s ) 2 2 f , 2 5 v , x 7 r , 1 2 1 0 g r m 3 2 e r 7 1 e 2 2 6 k e 1 5 l p a n a s o n i c : ( o u t p u t c a p a c i t o r s ) r 5 o p e n q 3 q 4 q 1 q 2 h i g h v o l t a g e i n p u t v i n = 5 . 5 v c 1 2 1 0 0 n f v o u t = 1 . 8 v , 1 5 a c 3 2 2 f c 4 2 2 f c 5 2 2 f c 6 2 2 f c 7 2 2 f c 8 n / a c 2 3 n / a + c 2 4 n / a + c 2 2 1 8 0 f + c 2 1 1 8 0 f + c 2 0 1 8 0 f + c 1 4 t o c 1 9 n / a + 0 . 4 7 h r 6 2 ? c 1 3 1 . 5 n f r 1 3 1 . 6 k ? r 2 1 5 k ? r 4 0 ? v o u t 1 v i n 1 0 b s t 2 c o m p / e n 9 s w 3 f b 8 d r v h 4 g n d 7 p g n d 5 v d d 6 d r v l a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 c c 3 3 . 4 p f c f 3 4 p f r c 3 8 . 3 k ? c 1 1 f c 2 0 . 1 f j p 1 0 8 9 0 1 - 0 9 0 f i g u r e 9 1 . a p p l i c a t i o n s c i r c u i t f o r 5 . 5 v i n p u t , 2 . 5 v o u t p u t , 1 5 a , 6 0 0 k h z ( q 2 / q 4 n o c o n n e c t ) a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 3 8 o f 4 0 m u r a t a : ( h i g h v o l t a g e i n p u t c a p a c i t o r s ) 2 2 f , 2 5 v , x 7 r , 1 2 1 0 g r m 3 2 e r 7 1 e 2 2 6 k e 1 5 l p a n a s o n i c : ( o u t p u t c a p a c i t o r s ) 2 7 0 f s p - s e r i e s , 4 v , 7 m ? e e f u e 0 g 2 7 1 l r i n f i n e o n m o s f e t s ( n o c o n n e c t i o n f o r q 2 / q 4 : b s c 0 4 2 n 0 3 m s g ( l o w e r s i d e ) b s c 0 8 0 n 0 3 m s g ( u p p e r s i d e ) w u r t h i n d u c t o r s : 0 . 8 h , 2 7 . 5 m ? , s u m i d a c e p 1 2 5 u - 0 r 8 d u a l - i n p u t , 3 0 0 k h z h i g h c u r r e n t a p p l i c a t i o n s c i r c u i t r 5 1 0 0 k ? q 3 q 4 q 1 q 2 h i g h v o l t a g e i n p u t v i n = 1 3 v h i g h v o l t a g e i n p u t v d d = 5 v c 1 2 1 0 0 n f v o u t = 1 . 8 v , 2 0 a c 3 2 2 f c 4 2 2 f c 5 2 2 f c 6 2 2 f c 7 2 2 f c 8 2 2 f c 2 3 2 7 0 f + c 2 4 2 7 0 f + c 2 2 2 7 0 f + c 2 1 2 7 0 f + c 2 0 2 7 0 f + c 1 4 t o c 1 9 n / a + 0 . 8 h r 6 2 ? c 1 3 1 . 5 n f r 1 7 . 5 k ? r 2 1 5 k ? v o u t 1 v i n 1 0 b s t 2 c o m p / e n 9 s w 3 f b 8 d r v h 4 g n d 7 p g n d 5 v d d 6 d r v l a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 c c 1 0 0 0 p f c f 7 0 p f r c 2 4 . 9 k ? j p 1 c 1 1 f c 2 0 . 1 f 0 8 9 0 1 - 0 9 1 f i g u r e 9 2 . a p p l i c a t i o n s c i r c u i t f o r 1 3 v i n p u t , 1 . 8 v o u t p u t , 2 0 a , 3 0 0 k h z ( q 2 / q 4 n o c o n n e c t ) a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 3 9 o f 4 0 c o m p l i a n t t o j e d e c s t a n d a r d s m o - 1 8 7 - b a 0 9 1 7 0 9 - a 6 0 0 . 7 0 0 . 5 5 0 . 4 0 o u t l i n e d i m e n s i o n s 5 1 0 1 6 0 . 5 0 b s c 0 . 3 0 0 . 1 5 1 . 1 0 m a x 3 . 1 0 3 . 0 0 2 . 9 0 c o p l a n a r i t y 0 . 1 0 0 . 2 3 0 . 1 3 5 . 1 5 4 . 9 0 4 . 6 5 3 . 1 0 3 . 0 0 2 . 9 0 p i n 1 i d e n t i f i e r 0 . 9 5 0 . 8 5 0 . 7 5 1 5 m a x 0 . 1 5 0 . 0 5 f i g u r e 9 3 . 1 0 - l e a d m i n i s m a l l o u t l i n e p a c k a g e [ m s o p ] ( r m - 1 0 ) d i m e n s i o n s s h o w n i n m i l l i m e t e r s o r d e r i n g g u i d e m o d e l 1 t e m p e r a t u r e r a n g e p a c k a g e d e s c r i p t i o n p a c k a g e o p t i o n b r a n d i n g a d p 1 8 8 2 a r m z - 0 . 3 - r 7 ? 4 0 c t o + 1 2 5 c 1 0 - l e a d m i n i s m a l l o u t l i n e p a c k a g e [ m s o p ] r m - 1 0 l g f a d p 1 8 8 2 a r m z - 0 . 6 - r 7 ? 4 0 c t o + 1 2 5 c 1 0 - l e a d m i n i s m a l l o u t l i n e p a c k a g e [ m s o p ] r m - 1 0 l g g a d p 1 8 8 2 a r m z - 1 . 0 - r 7 ? 4 0 c t o + 1 2 5 c 1 0 - l e a d m i n i s m a l l o u t l i n e p a c k a g e [ m s o p ] r m - 1 0 l g h a d p 1 8 8 2 a r m z - 0 . 3 - e v a l z f o r c e d p w m , 3 0 0 k h z e v a l u a t i o n b o a r d a d p 1 8 8 2 a r m z - 0 . 6 - e v a l z f o r c e d p w m , 6 0 0 k h z e v a l u a t i o n b o a r d a d p 1 8 8 2 a r m z - 1 . 0 - e v a l z f o r c e d p w m , 1 . 0 m h z e v a l u a t i o n b o a r d a d p 1 8 8 3 a r m z - 0 . 3 - r 7 ? 4 0 c t o + 1 2 5 c 1 0 - l e a d m i n i s m a l l o u t l i n e p a c k a g e [ m s o p ] r m - 1 0 l g j a d p 1 8 8 3 a r m z - 0 . 6 - r 7 ? 4 0 c t o + 1 2 5 c 1 0 - l e a d m i n i s m a l l o u t l i n e p a c k a g e [ m s o p ] r m - 1 0 l g k a d p 1 8 8 3 a r m z - 1 . 0 - r 7 ? 4 0 c t o + 1 2 5 c 1 0 - l e a d m i n i s m a l l o u t l i n e p a c k a g e [ m s o p ] r m - 1 0 l g l a d p 1 8 8 3 a r m z - 0 . 3 - e v a l z p o w e r s a v i n g m o d e , 3 0 0 k h z e v a l u a t i o n b o a r d a d p 1 8 8 3 a r m z - 0 . 6 - e v a l z p o w e r s a v i n g m o d e , 6 0 0 k h z e v a l u a t i o n b o a r d a d p 1 8 8 3 a r m z - 1 . 0 - e v a l z p o w e r s a v i n g m o d e , 1 . 0 m h z e v a l u a t i o n b o a r d 1 z = r o h s c o m p l i a n t p a r t . a d p 1 8 8 2 / a d p 1 8 8 3 r e v . 0 | p a g e 4 0 o f 4 0 n o t e s ? 2 0 1 0 a n a l o g d e v i c e s , i n c . a l l r i g h t s r e s e r v e d . t r a d e m a r k s a n d r e g i s t e r e d t r a d e m a r k s a r e t h e p r o p e r t y o f t h e i r r e s p e c t i v e o w n e r s . d 0 8 9 0 1 - 0 - 4 / 1 0 ( 0 ) |
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