R1275S データシート 車載用途向け

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1 シリーズ AEC-Q100 準拠車載用途向け入力最大 30 V 2 A 同期整流型 PWM 制御降圧 DC/DC コンバータ 概要 R1275S は 最大定格 36 V ドライバー内蔵同期整流型降圧 DC/DC コンバータです 2 MHz のスイッチング周波数で動作可能なため AM ラジオ周波数帯へのノイズ対策が容易になります さらに スペクトラム拡散機能によるノイズ対策が可能です クランキング時にはスイッチング周波数を自動的にシフトさせ 出力電圧を保持します 特長 2 MHz 動作で高効率 87% を実現 クランキング時のスイッチング周波数を最小 1/4 にシフトする事で出力電圧を保持 スペクトラム拡散機能 ( 拡散率 :+8%) による EMI ノイズ低減を実現 主要仕様 入力電圧範囲 ( 最大定格 ): 3.6 V ~ 30 V (36 V) スタートアップ電圧 : 4.5 V スタンバイ電流 : Typ. 4 µa 出力電圧範囲 : 3.3 V ~ 5.0 V フィードバック電圧 : 0.64 V ±1.0% 発振周波数 ( 外部抵抗により設定 ): 2 MHz 同期可能な外部クロック周波数範囲 : 1.8 MHz ~ 2.2 MHz スペクトラム拡散型発振器 (SSCG): 拡散率 : Typ. +8% 最小オン時間 : Typ. 70 ns 最小オフ時間 : Typ. 120 ns デューティオーバー機能 : Min. 1/4 ソフトスタート機能 サーマルシャットダウン機能 : Tj = 160 C 低電圧誤動作防止 (UVLO): VCC = 3.3 V (Typ.) 過電圧動作停止 (OVLO): VIN = 35 V (Typ.) 出力過電圧保護 : FB 端子電圧 (VFB) +10% LX 電流制限機能 : Typ. 3 A ハイサイドドライバオン抵抗 : Typ Ω ローサイドドライバオン抵抗 : Typ Ω パッケージ 特性例 Efficiency [%] [V] 機能オプション V IN =12V Iout [ma] 効率特性 (VOUT = 5 V) VOUT VIN [V] VIN 3.5 入出力電圧差 (IOUT = 1 A) HSOP mm x 6.2mm, t= 1.5 mm SSCG 機能は選択可能です 製品名 R1275S003A R1275S003C SSCG 機能無効有効 アプリケーション カーオーディオ カーナビゲーションシステム ETC システムなどのカーアクセサリーの定電圧源 EV インバータや充電制御などのコントロールユニットの定電圧源 1

2 セレクションガイド セレクションガイド 製品名パッケージ 1 リール個数鉛フリーハロゲンフリー R1275S003 -E2-#E HSOP-18 1,000 個 : 機能の選択 過電流保護機能 SSCG 機能 A ヒカップ型 無効 C ヒカップ型 有効 #: 品質区分の選択 # 動作温度範囲 検査温度 AEC-Q100 A 40 C ~ 125 C 25 C, 高温 Grade 1 K (1) 40 C ~ 125 C 低温, 25 C, 高温 Grade 1 (1) 開発中 2

3 ブロック図 VOUT VIN Thermal Shutdown VCC UVLO INT Regulator Int_Reg Hiccup SHDN CE - 1.2V + MODE Mode Select PFC Filter VCC Regulator VCC VCC SSCG_EN Mode Freq Detection Freq_NG CLK OVD SHDN BST RT VCO Set_Pulse Mode Soft_Start OFF_Pulse OFF_Pulse Drive Circuit LX Over Voltage Detection OVD FB GND Int_Reg Under Voltage Detection UVD Set_Pulse S Q Rev Reverse Detection OVD 2uA - SHDN CSS Soft Start Circuit + Soft_Start - + OVD SHDN Freq_NG R Hiccup Hiccup ILIM UVD Peak Current Limit Reference COMP Slope VIN VOUT Soft_Start SHDN OVD UVD PGOOD R1275S ブロック図 3

4 端子説明 Top View Bottom View R1275S (HSOP-18) 端子接続図 パッケージ裏面のタブ ( 裏面パッド ) の電位は必ず基板電位 (GND) としてください R1275S 端子説明端子番号 端子名 機能 1, 2 VIN (1) 電源入力電圧端子 3 NC ノーコネクション 4 CE チップイネーブル端子, Active-high 5 CSS ソフトスタート調整端子 6 COMP エラーアンプ位相補償用容量接続端子 7 FB フィードバック端子 8 PGOOD パワーグッド端子 9 VOUT 出力電圧帰還端子 10 MODE (2) モード設定入力端子 11 RT 周波数調整端子 12 VCC VCC 出力端子 13 BST ブースト端子 14, 15, 16 GND (1) GND 端子 17 NC ノーコネクション 18 LX スイッチング端子 (1) 同一名の端子は短絡してお使いください (2) High もしくは外部クロック入力にてお使いください 4

5 端子の内部等価回路図 VIN Int_Reg VIN Int_Reg CE CSS CE 端子の内部等価回路図 CSS 端子の内部等価回路図 Int_Reg VCC COMP FB COMP 端子の内部等価回路図 FB 端子の内部等価回路図 VIN PGOOD VOUT PGOOD 端子の内部等価回路 VOUT 端子の内部等価回路図 5

6 VCC Int_Reg MODE RT MODE 端子の内部等価回路図 RT 端子の内部等価回路図 VIN VCC VCC BST LX VCC 端子の内部等価回路図 BST 端子の内部等価回路図 VIN LX LX 端子の内部等価回路図 6

7 絶対最大定格 絶対最大定格項目 パラメータ 定格 単位 VIN 入力電圧 0.3 ~ 36 V VCE CE 端子電圧 (1) 0.3 ~ VIN V VCSS CSS 端子電圧 0.3 ~ 3 V VOUT VOUT 端子電圧 0.3 ~ 16 V VRT RT 端子電圧 0.3 ~ 3 V VCOMP COMP 端子電圧 (2) 0.3 ~ 6 V VFB FB 端子電圧 0.3 ~ 3 V VCC VCC 端子電圧 0.3 ~ 6 V VCC 端子実効出力電流 内部制限 ma VBST BST 端子電圧 LX 0.3 ~ LX+6 V VLX LX 端子電圧 (1) 0.3 ~ VIN V VMODE MODE 端子電圧 0.3 ~ 6 V VPGOOD PGOOD 端子電圧 0.3 ~ 6 V PD 許容損失 (3) (HSOP-18, JEDEC STD.51-7 実装条件 ) 3900 mw Tj ジャンクション温度 40 ~ 150 C Tstg 保存周囲温度 55 ~ 150 C 絶対最大定格 絶対最大定格に記載された値を超えた条件下に置くことはデバイスに永久的な破壊をもたらすことがあるばかりか デバイス及びそれを使用している機器の信頼性及び安全性に悪影響をもたらします 絶対最大定格値でデバイスが機能動作をすることは保証していません 推奨動作条件 推奨動作条件記号 パラメータ 動作範囲 単位 VIN 入力電圧 3.6 ~ 30 V Ta 動作周囲温度 40 ~ 125 C 推奨動作条件 半導体が使用される応用電子機器は半導体がその推奨動作条件の範囲で動作するように設計する必要があります ノイズ サージといえどもその範囲を超えると半導体の正常な動作は期待できなくなります 推奨動作条件を越えた場合には デバイス特性や信頼性に影響を与えますので 越えないように注意してください (1) VIN V を超えないようにしてください (2) VCC V を超えないようにしてください (3) 付帯事項の 許容損失 に詳しく記述していますので参照してください 7

8 電気的特性 条件に記載なき場合は VIN = 12 V, CE = VIN で示した値は 40 C Ta 125 C での設計保証値です R1275S-AE 電気的特性 (Ta = 25 C) 記号 パラメータ テスト条件 / コメント Min. Typ. Max. 単位 VSTART スタートアップ電圧 4.5 V VCC VCC 端子電圧 (VCC-GND) VFB = V V ISTANDBY スタンバイ電流 VIN = 30 V, CE = 0 V 4 30 µa IVIN1 VIN 消費電流 1 (PWM 動作スイッチング停止時 ) VFB = V, MODE = 5 V, VOUT = LX = 5 V ma VUVLO1 VCC Falling V UVLO 閾値電圧 VUVLO2 VCC Rising V VOVLO1 VIN Rising V OVLO 閾値電圧 VOVLO2 VIN Falling V VFB FB 電圧精度 Ta = 25 C C Ta 125 C V fosc0 発振周波数 0 RRT = 14 kω khz fsync 同期可能周波数 khz ΔfOSC_SSCG スペクトラム拡散時発振周波数変調率 VFB = V (R1275S003C) +8 % tss1 ソフトスタート時間 1 CSS = OPEN ms tss2 ソフトスタート時間 2 CSS = 4.7 nf ms ITSS ソフトスタート端子充電電流 CSS = 0 V µa VSSEND ソフトスタート終了 CSS 端子電圧 V RDIS_CSS CSS 端子ディスチャージ抵抗 VIN = 4.5 V, CE = 0 V, CSS = 3 V 2 5 kω ILXLIMIT LX 制限電流 High-side Transistor, DC 電流 A IREVLIMIT 逆流制限電流 Low-side Transistor, DC 電流 A VCEH CE High 入力電圧 1.25 V VCEL CE Low 入力電圧 1.1 V ICEH CE High 入力電流 VIN = CE = 30 V µa ICEL CE Low 入力電流 µa IFBH FB High 入力電流 VFB = V µa IFBL FB Low 入力電流 VFB = 0 V µa すべての製品において パルス負荷条件 (Tj Ta = 25 C) の下で上記の電気的特性表の項目をテストしています 8

9 電気的特性 条件に記載なき場合は VIN = 12 V, CE = VIN で示した値は 40 C Ta 125 Cでの設計保証値です R1275S-AE 電気的特性 ( 続き ) (Ta = 25 C) 記号 パラメータ テスト条件 / コメント Min. Typ. Max. 単位 VMODEH MODE High 入力電圧 0.81 V IMODEH MODE High 入力電流 MODE = 5 V µa TTSD サーマルシャットダウン Rising C TTSR 閾値温度 Falling C VPGOODOFF PGOOD 端子オフ電圧 VIN = 3.6 V, PGOOD = 1 ma 0.25 V IPGOODOFF PGOOD 端子オフ電流 VIN = 30 V, CE = 0 V, PGOOD = 6 V 100 na VFBOVD1 VFB Rising FB 端子 OVD 閾値電圧 VFBOVD2 VFB Falling VFB x V VFBUVD1 VFB Falling V 0.90 FB 端子 UVD 閾値電圧 VFB x VFBUVD2 VFB Rising V 0.93 すべての製品において パルス負荷条件 (Tj Ta = 25 C) の下で上記の電気的特性表の項目をテストしています VFB x 1.07 VFB x V 9

10 動作説明 MODE 端子機能 MODE 端子に印加される電圧やパルスによって 動作モードは強制 PWM モード もしくは PLL 同期モードに変更されます 1.33 V 以上の電圧が印加されると 強制 PWM モードとなり 負荷電流によらず 常に PWM で動作を行います 強制 PWM モードについては 後述の 強制 PWM モード を参照してください また 外部クロック接続時の動作については 後述の 周波数同期機能 を参照してください 周波数同期機能 MODE 端子に入力された外部クロック周波数にPLL ( フェーズロックループ ) を用いて同期することが可能です 同期可能な周波数範囲は1.8 MHz ~ 2.2 MHzで 同期中は強制 PWMで動作します 外部クロックは100 ns 以上のパルス幅を推奨します MODE 端子に外部クロックを入力した状態で立ち上げた場合は 外部クロックに同期しながらソフトスタートを行います 入出力電圧差が近くなり 最大デューティやデューティオーバーの状態となった際には 同期周波数の1 ~ 1/4 間の周波数にて動作し MODE 端子と非同期の状態になるため注意が必要です デューティオーバー機能クランキング時など入力電圧が低下した場合 出力電圧を保持するために動作周波数を設定周波数の 1 ~ 1/4 までリニアに変化させます これにより 通常の最大デューティを超えたオンデューティを引き出すことで入出力電圧差を小さくすることができます デューティオーバー機能は設定周波数 及び 外部同期周波数において最小オフ時間を検出すると動作します UVLO (Undervoltage Lockout) 機能 UVLO 機能とは 入力電圧が低下することにより VCC 端子電圧が UVLO 検出電圧である 3.3 V (Typ.) より低くなると スイッチングをオフ状態にすることで誤動作を防止する機能です スイッチングは停止するため出力電圧は負荷と COUT に応じて低下します VCC 端子電圧が UVLO 解除電圧である 4.3 V (Typ.) より高くなると R1275S は再起動しソフトスタートが開始されます R1275S では UVLO 解除電圧の Max 値である 4.5 V をスタートアップ電圧としています OVLO (Overvoltage Lockout) 機能 OVLO 機能とは 入力電圧が OVLO 検出電圧である 35 V (Typ.) を上回るとき スイッチングをオフ状態にすることで誤動作の防止およびドライバーの過電圧破壊を防ぐための機能です スイッチングは停止するため出力電圧は負荷と COUT に応じて低下します 入力電圧が OVLO 解除電圧である 34 V (Typ.) を下回ると R1275S は再起動しソフトスタートが開始されます なお 本機能は絶対最大定格以上の動作を保証するものではありません 10

11 パワーグッド機能 NMOSオープンドレインによるパワーグッド機能は ICが以下のような状態を検出するとNMOSをオンし PGOOD 端子を Low にします これらの状態からの復帰後は NMOSをオフし PGOOD 端子電圧を High ( パワーグッド入力電圧 :VUP) にします CE = Low ( シャットダウン時 ) UVLO 検出時 OVLO 検出時 サーマルシャットダウン時 ソフトスタート時 UVD 検出時 OVD 検出時 ヒカップ型保護機能動作時 PGOOD 端子は PGOOD 端子に流れ込む電流が1 maの場合に PGOOD 端子電圧 Low の0.25 V 以下を保証するように設計されています パワーグッド入力電圧 (VUP) は5.5 V 以下 プルアップ抵抗 (RPG) は10 kω 以上 100 kω 以下を推奨します また パワーグッド機能を使用しない場合は PGOOD 端子を Open または GND に接続してください R1275S PGOOD R PG V UP H is detected under abnormal condition. V PGOOD パワーグッド回路図 11

12 VIN 1.1V time CE VFB time 0.64V PGOOD time Hi-z 120us (Typ.) Hi-z time パワーグッド回路立ち上がり / 立ち下がりシーケンス 12

13 低電圧検出 (UVD) 機能 UVD 機能は FB 端子を用いて間接的に出力電圧を監視しています UVD 検出電圧はFB 端子電圧の90% (Typ.) であり FB 端子電圧が15 µs (Typ.) 以上 UVD 検出電圧を下回るとPGOOD 端子を Low にします もしFB 端子電圧が0.64 Vの93% (Typ.) を上回ると 遅延時間経過後 (Typ.120 µs) に PGOOD 端子は High になります UVD 検出中に電流制限検出すると ヒカップの過電流保護機能が動作します 過電圧検出 (OVD) 機能 OVD 機能は FB 端子を用いて間接的に出力電圧を監視しています FB 端子電圧の過電圧を検出すると 内部回路はアクティブ状態のまま スイッチングを停止します OVD 検出電圧は FB 端子電圧の110% (Typ.) であり FB 端子電圧が15 µs (Typ.) 以上 OVD 検出電圧を上回るとPGOOD 端子を Low にします もしFB 端子電圧が0.64 Vの107% (Typ.) を下回ると スイッチングは通常の制御系で制御され 遅延時間経過後 (Typ.120 µs) に PGOOD 端子は High になります ヒカップ型過電流保護機能過電流保護機能はヒカップ型であり 電流制限検出中にUVDが機能することが動作条件になります ヒカップ型は保護が働いた後にスイッチングを停止し 一定時間 (Typ. 7.5 ms) 後に再起動を行います 自動復帰するため CE 端子の Low / High 切替えをする必要がありません 出力がGNDに短絡された場合には 短絡が解除されるまでオン / オフを繰り返します 最小オン時間最小オン時間は 発振周期内においてハイサイドトランジスタをオンできる最小時間です R1275Sの最小オン時間 (Typ. 70 ns) は内部回路にて決定します 最小オン時間以下の幅のパルスを生成することはできません そのため 最小降圧比 / 発振周波数 [VOUT/ VIN (1 / fosc)] が最小オン時間を下回らないように 出力設定電圧 発振周波数を選択してください 最小降圧比を下回る設定となった場合 R1275Sはパルススキップします 出力電圧は安定しますが 電流および電圧のリップルが大きくなります 最小オフ時間最小オフ時間は 発振周期内においてハイサイドトランジスタをオフできる最小時間です R1275Sの最小オフ時間 (Typ.120 ns) は内部回路にて決定します R1275Sはブートストラップ方式の採用により ハイサイドトランジスタにNMOSを使用します そのため ハイサイドトランジスタを駆動する電圧を充電する必要があり 充電に要する時間からオフ時間を決定しています また入力電圧が低い場合 または急激な負荷過渡が入った場合には デューティオーバー機能によりハイサイドトランジスタのオフも最小で4 周期毎となり 実質的に最大デューティ比を上げることで入出力電圧差を小さくすることが可能です 13

14 電流制限機能電流制限機能はピーク電流方式で電流を制限します 制限電流値は3.0 A (Typ, DC 値 ) に設定されており IC 内部で固定されます 電流制限回路はハイサイドトランジスタのドレイン-ソース間電圧をセンスすることで検出しますが インダクタ電流の過渡的な制限値はDC 値よりも高い値で検出します またR1275Sの電流制限は最小オン時間後に動作するため 特に最小オン時間付近で使用する場合は 制限電流値が上昇するため注意が必要です 以下にリコー評価基板上での電流制限値を示します ( オン時間が長いほど3.0 A (Typ. DC 値 ) へ近づきます ) I LIM (A) ON Time(ns) R1275S 制限電流対 LX オン時間 14

15 低入力電圧動作時の注意点特にVIN = 5 V 以下で使用する場合は 負荷電流に制限が掛かる条件があるため注意が必要です R1275SはVIN LX 間の電位差で電流制限を検出しますが 低入力電圧動作時はハイサイドトランジスタの駆動能力が低下するため より小さい電流でVIN LX 間の電位差が大きくなり電流制限を検出して負荷電流が制限されることがあります また低入力電圧動作時はデューティオーバー機能により周波数が低下しますが 特に設定周波数の1/4の状態から負荷を引くことで入出力電圧差が生じると IC 内部の制御によりデューティオーバー状態から抜けて出力電圧が低下することがあります どちらも入力電圧と負荷電流に依存するため 低入力電圧時における重負荷の使用は注意が必要です 目安として入力電圧と負荷電流の関係を以下に示します また BST 電圧 (BST LX 間電圧 ) が極端に低下した場合 BST 電圧下で駆動するIC 内部ロジックの誤動作を防ぐため 強制的にスイッチングをオフしBST 電圧をチャージする機能があります この現象はVIN = 4 V 以下で起こりやすく 出力電圧リップルに影響することがあります I OUT (A) Ta=25 C Ta=105 C Ta=125 C V IN (V) V OUT = 3.3 V 設定 R1275S 出力電流対入力電圧 15

16 出力電圧設定 RTOP RBOTを変更することで 出力電圧 (VOUT) を任意に設定することができます 出力電圧は次式 1より求められます VOUT = VFB (RTOP + RBOT) / RBOT 式 1 例 ) VOUT = 3.3 V 設定 RBOT = 39 kωとした場合 式 1より RTOPは162 kωで設定することができます ( 式 2 参照 ) E24 系列の抵抗を使って162 kωに設定するためには (160 kω + 2 kω) の組み合わせで RTOPを2つ直列に接続して構成する必要があります また 設定電圧の許容範囲が広い場合 RTOPを160 kωの抵抗 1つで設定することができ 部品点数の削減になります なお RBOTは39 kω 以下を推奨致します RTOP = (3.3 V / 0.64 V - 1) 39 kω = 162 kω 式 2 発振周波数設定 RT 端子とGNDの間に発振周波数設定抵抗 (RRT) を14 kω (Typ.) とすることで 発振周波数を2 MHzに設定することができます 発振周波数の抵抗ばらつきの影響を算出できるよう算出式を示します 発振周波数のばらつきをできるだけ小さくするために RRTは ±1% 以下の抵抗を使用いただくことを推奨致します なお SSCG 機能版 (003C) の場合は 設定周波数よりアップスプレッドで変調します (Typ. +8%) f OSC (khz) R RT (kω) R RT [kω] = f OSC [khz] ^ (-1.04) R1275S 発振周波数対発振周波数設定抵抗 16

17 ソフトスタート時間調整機能ソフトスタート時間は CE 端子の High から出力電圧が設定電圧に達するまでの時間としています CSS 端子にコンデンサ (CSS) を取り付けることで 内蔵ソフトスタート時間 500 µs (Typ.) を下限にソフトスタート時間 (tss) を調整することができます 外部調整ソフトスタート時間は CSSに2.0 μa (Typ.) で0.64 V (Typ.) までチャージする時間で決定され CSS = 4.7 nfの場合にtyp. 1.6 ms (Typ.) となります また ソフトスタート時間を調整する必要が無い場合は CSS 端子を Open にすることにより内蔵ソフトスタート時間 500 µs (Typ.) で起動します 電気的特性 に記載の条件の下で CSS 端子を Open にした場合のソフトスタート時間 (tss1) と CSS = 4.7 nfの場合のソフトスタート時間 (tss2) を保証しています t SS 10ms 3.3ms 1.6ms 1.2ms C SS [nf] = (t SS t VO_S) / t SS: Soft-start time (ms) t VO_S: Time period from CE = High to VOUT s rising (Typ ms) 0.5ms 1nF 3.3nF4.7nF 10nF 33nF C SS ソフトスタート時間調整コンデンサ対ソフトスタート時間 CE t VO_S t SS 1.27V VOUT time VSET PGOOD 120us (Typ.) time time ソフトスタートシーケンス 17

18 逆流電流制限機能逆流電流制限機能は ローサイドトランジスタに流れる逆流電流が設定された逆流閾値電流を上回ると検出します 検出するとローサイドトランジスタをオフし 逆流電流を制限します 電流制限値は2 A (Typ.) となります この機能は 主に出力がショートし 設定電圧よりも高い電圧にプルアップされた場合に動作する機能となります SSCG ( スペクトラム拡散型発振器 ) 機能 EMI 軽減のため PWM 動作時にSSCG 機能が有効になるバージョンを用意しています このバージョンでは発振周波数 (fosc) が 設定周波数 ~ 設定周波数の +8.0% (Typ.) の範囲で三角波状に変化します 変調周期は fosc / 128 になります SSCGはMODE = Hのみ有効で 外部クロック印加時にはSSCGの効果が得られないため注意が必要です またソフトスタート時には発振周波数は変調せず 設定周波数または外部同期周波数で動作します 周波数異常保護機能 (BADFREQ) 発振周波数設定抵抗 (RRT) のオープン時またはショート時にスイッチングを停止することでICを保護します 4 MHz (Typ.) 以上もしくは125 khz (Typ.) 以下に相当する電流がRT 端子に流れると スイッチングを停止し 内部状態はソフトスタート前の状態に遷移します 異常状態から復帰した場合は ソフトスタートから再開して通常の制御系で制御されます VFB BADFEQ Detection BADFEQ Release 0.64V LX time PGOOD time BADFREQ 検出 / 解除シーケンス time 18

19 強制 PWM モード MODE 端子を High に固定 もしくは外部クロックを印加することで ノイズを軽減するために軽負荷時にも固定周波数でスイッチングする強制 PWMモードになります そのため IOUTが ΔIL/2 以下の場合 ILMINは 0 以下になります IL ILMAX ΔIL 0 IOUT ILMIN t ton toff T=1/fOSC 強制 PWM モード 19

20 アプリケーション情報 C IN1 C IN2 C SS C C2 CC R TOP C SPD R CE CE Control R C R PG VIN VIN NC R1275Sxxxx CE CSS COMP FB PGOOD LX NC GND GND GND BST VCC RT C BST R RT L VOUT VOUT MODE SBD (1) C VCC C OUT R BOT R1275S 推奨回路例 1 推奨定数 V OUT 3.3 V 5.0 V C IN [μf] 21 (10 2+1) 21 (10 2+1) L [μh] C OUT [μf] 48.7 ( ) 48.7 ( ) C BST [μf] C VCC [μf] C SPD [pf] RCE は 1 kω 以上 RPG は 10kΩ 以上 100kΩ 以下を推奨します R TOP [kω] 162 (150+12) 267 (220+47) R BOT [kω] R RT [kω] R C [kω] C C [nf] C C2 [pf] 推奨部品例 記号 コンデンサ スペック 部品名 CIN COUT 1.0 µf 50 V, 125 C CGA4J3X7R1H105K (TDK) 10 µf 50 V, 125 C CGA6P3X7S1H106K (TDK) 4.7 µf 25 V, 125 C CGA5L1X7R1E475K (TDK) 22 µf 16 V, 125 C CGA6P1X7R1C226M (TDK) CBST 0.1 µf 25 V, 125 C CGA3E2X7R1E104K (TDK) CVCC 1.0 µf 16 V, 125 C CGA3E1X7R1C105K (TDK) 記号インダクタスペック部品名 L 2.2 µh 5.5 A CLF7045NIT-2R2-D (TDK) (1) LX-GND 間にショットキー バリア ダイオードを接続することで LX ノイズの影響を軽減し 効率を改善すること ができます 20

21 品選定上の注意点 インダクタ 直流抵抗が小さく 許容電流が十分あり 磁気飽和しにくいものを選んでください 直流抵抗は効率に影響します 許容電流が足りず磁気飽和すると電流重畳出来なくなりインダクタが破壊に至る場合があります またインダクタンス値が小さい場合は 負荷電流の増加と共にLX 電流のピーク値が増加し 電流制限回路が動作する可能性があります コンデンサ DCバイアス特性および温度特性を考慮し 定格が印加電圧に対してマージンのあるものを使用してください 入力コンデンサ (CIN) 出力コンデンサ (COUT) はセラミックコンデンサを使用していただくことを推奨します 電解コンデンサも使用可能ですが 必ずセラミックコンデンサと併用を推奨します 電解コンデンサは許容リップル電流の定格に注意し できるだけ直列等価抵抗 (ESR) の低いものを選んでください 許容リップル電流 (IRMS) は次式より求められます IRMS IOUT/ VIN { VOUT (VIN VOUT) } また電解コンデンサによっては低温でESRが大きくなる特性があるため 特にCOUTとして使用される場合は位相特性面で注意が必要です 21

22 使用上の注意点 本製品を用いた電源回路の性能は 周辺回路に大きく依存します PCBに実装された周辺部品または本製品が 定格電圧値 定格電流値 定格電力値を超えないようにしてください 周辺回路の設計の際には 以下の注意点に十分に注意してください 下記 PCBレイアウト図を参照 外付け部品は極力 ICの近くに置き 配線を短くしてください 特にVIN GND 間に接続されているコンデンサは VIN 端子の直近に最短距離で配線してください 電源配線 グラウンド配線のインピーダンスが高いとIC 内部の電位がスイッチング電流により変動し動作が不安定になることがあります 電源配線 グラウンド配線を十分強化してください コンデンサ (CBST) は LX 端子と BST 端子の直近に配置してください EMI 対策でスルーレートを調整する場合は CBST に直列に抵抗 (RBST) を追加できるようにランドパターンを用意してください HSOP-18 パッケージは IC の裏面パッドを備えています IC の裏面パッドは GND に接続し 放熱面を考慮して GND 層は IC を中心に出来るだけ広い面積を確保してください また 多層基板において放熱性を高めるには IC の裏面パッドの接続部やその周囲に Via を設け 他層に熱を逃がす対策が有効です NC 端子は必ず "Open にしてください 強制 PWMモード (MODE = High) で使用される場合 MODE 端子に安定した High の電圧を印加してください そのような電圧が無い場合 High はVCC 端子に接続することを推奨します またMODE 端子を GND もしくは Open にしての使用は避けてください 出力電圧 (VOUT) がマイナス電位の場合 起動できないことがあります Lx 端子とインダクタ間は寄生容量等がつかないようラインを短くしてください 入力コンデンサ (CIN) はICと同じ面に配置することを推奨致します ビアを使用してICと異なる面に配置すると ビアの寄生インダクタンス成分によりノイズが増加する可能性があります 出力電圧帰還は COUT の近くから行なってください RTOP RBOT CSPDはFB 端子から近く かつ ノイズの影響を受けないように インダクタ Lx 端子 および BST 端子から離れた位置に実装してください 22

23 PCB レイアウト図 R1275S003x 1 層 (Top) 2 層 3 層 4 層 (Bottom) 23

24 特性例 以下の特性例は参考値であり それぞれの値を保証するものではありません 1) FB 電圧 2) 発振周波数 0 2 MHz (RT = 14 kω) 3) ソフトスタート時間内蔵ソフトスタート (CSS = Open) 外部調整ソフトスタート (CSS = 4.7 nf) 4) LX 制限電流 5) VIN 消費電流 1 VIN = 12 V, MODE = H 24

25 6) UVLO 7) CE 入力電圧 8) 効率 VOUT = 3.3 V, fosc = 2 MHz, Ta = 25 C VOUT = 5.0 V, fosc = 2 MHz, Ta = 25 C 9) 負荷過渡 VIN = 12 V, VOUT = 3.3 V, fosc = 2 MHz, MODE = H, Ta = 25 C 25

26 10) 負荷安定度 VOUT = 3.3 V, fosc = 2 MHz, Ta = 25 C VOUT = 5.0 V, fosc = 2 MHz, Ta = 25 C 11) 入力過渡 12) 入力安定度 VIN = 8 V -> 16 V, tr = tf = 100 μs VOUT = 3.3 V, fosc = 2 MHz VOUT = 3.3 V, fosc = 2 MHz, IOUT = 1 A, Ta = 25 C IOUT = 1 A, Ta = 25 C 13) 過渡電圧サージ VOUT = 3.3 V, fosc = 2 MHz IOUT = 100 ma, Ta = 25 C 26

27 14) クランキング VOUT = 5.0 V, fosc = 2 MHz, IOUT = 100 ma, Ta = 25 C 27

28 許容損失 HSOP-18 Ver. B HSOP-18 パッケージの許容損失について特性例を示します なお 許容損失は実装条件に左右されます 本特性例は JEDEC STD に基づいた下記測定条件での参考データとなります 測定条件 項目 測定条件 測定状態 基板実装状態 ( 風速 0 m/s) 基板材質 ガラスエポキシ樹脂 (4 層基板 ) 基板サイズ 76.2 mm mm 0.8 mm 外層 (1 層 ):95% 以下, 50 mm 角 配線率 内層 (2 層, 3 層 ):100%, 50 mm 角 外層 (4 層 ):100%, 50 mm 角 スルーホール φ 0.3 mm 21 個 測定結果項目測定結果許容損失 3900 mw 熱抵抗 (θja) θja = 32 C/W 熱特性 (ψjt) ψjt = 8 C/W θja: ジャンクション温度と周囲温度間の熱抵抗 ψjt: ジャンクション温度とパッケージマーク面中央温度間の熱特性 (Ta = 25 C, Tjmax = 150 C) Power Dissipation P D (mw) Ambient Temperature ( C) 許容損失対周囲温度 測定用基板レイアウト i

29 パッケージ外形図 HSOP-18 Ver. A HSOP-18 パッケージ外形図 青丸で囲んでいる裏面のタブは基板電位 (GND ) です 基板側のグランドと接続してください i

30 Halogen Free FAX FAX F