AP1158ADS Japanese Datasheet

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1 AP1158ADS Active Noise Filter IC 1. 概要 AP1158ADS は 電源ラインに重畳されたリップルノイズを大幅に低減できるアクティブノイズフィルタ IC です 少ない部品で入出力電圧差の少ないノイズフィルタを構成できます 入出力電圧差は外部抵抗 によって調整可能です 汎用性の高い 5 端子 SOT23-5 パッケージを採用しているため セットの小型化に 貢献します 2. 特長 少ない部品で 入出力電圧差の少ないノイズフィルタの構築が可能 出力 PNP トランジスタ内蔵 出力電流 15mA 優れたリップルリジェクション 66dB at 1kHz 広い入力電圧範囲 1.8V~14V 消費電流 65μA at Iout=mA 出力 On/Offコントロール付 (High active) 短絡保護内蔵 逆バイアス過電流阻止回路内蔵 外部からの基準電圧入力により低ノイズLDOレギュレータとしても使用可能 小型パッケ - ジ SOT 用途 オーディオ機器 ( カーステレオ ) 画像機器 ( カーナビ ) J /5

2 4. 目次 1. 概要 特長 用途 目次 ブロック図 オーダリングガイド ピン配置と機能説明... 4 ピン配置... 4 機能説明 絶対最大定格 推奨動作条件 電気的特性... 6 電気的特性 (Ta=Tj=25 C)... 6 電気的特性 (Ta= -4~85 C) 動作説明 DC 特性 DC 温度特性 Ripple Rejection 出力ノイズ Transient Response 出力コンデンサ 出力トランジスタの能力とVdropの設定 低リップル低ノイズシステム出力 DC-DCコンバータ出力リップルノイズの低減 モーターノイズの低減 電圧 - 電力変換 SW 切り替えスピード 用語の定義 Test Circuit パッケージ 外形寸法図 改訂履歴 重要な注意事項 J /5

3 5. ブロック図 Vin Vout FIL Constant Current Source Cont GND 6. オーダリングガイド AP1158ADS -4 ~85 SOT J /5

4 ピン配置 7. ピン配置と機能説明 VOUT COnt GND 5VIn FIL 4 (Top view) 機能説明 番号 名称 等価回路 説明 1 Vin - 入力端子 1μF 以上の容量をGND 端子間に接続して下さい 2 GND - GND 接地端子 Vin Vout 3 FIL FIL 3 フィルター端子 出力電圧設定抵抗 (Rfil) を Vin 間に フィルター容量 (Cfil) を GND 間に接続します 4 Cont Vcont 4 3k 4k On/Off コントロール端子 Vcont > 1.8V : 出力 On Vcont <.4V : 出力 Off プルダウン抵抗 (4kΩ) を内蔵しています Vin Vout 5 出力端子 5 Vout FIL 1μF 以上の容量を GND 端子間に接続して下さい J /5

5 8. 絶対最大定格 Parameter Symbol min max Unit Condition 電源電圧 Vin V 出力端子逆バイアス Vrev V Vout-Vin FIL 端子電圧 V NP V コントロール端子電圧 V Cont V 動作時最大接合温度 Tj - 15 C 保存温度範囲 T STG C 許容消費電力 P D - 5 mw 基板実装時 (Note 1) Note 以上では 4mW/ Cでディレーティングをして下さい 熱抵抗 JA= 25 C /W 注意 : この値を超えた条件で使用した場合 デバイスを破壊することがあります また通常の動作は保証されません 9. 推奨動作条件 Parameter Symbol min typ max Unit Condition 動作周囲温度 Ta C 動作電圧範囲 V OP V J /5

6 1. 電気的特性 電気的特性 (Ta=Tj=25 C) 限界値の記載されている項目は Ta=Tj=25 C に対して適用されます ( Vin=2.5V, Vcont=2V, Rfil=39kΩ, Cin=1μF, Cfil=4.7μF, Cout=1μF, unless otherwise specified.) Parameter Symbol Condition min typ max Unit 消費電流 Iin Iout = ma μa スタンバイ電流 Istandby Vin = 8V, Vcont = V na 出力電流 Iout ma 最大出力電流 (Note 2) (Note 5) Iout MAX Voutが (Vouttyp.9) 時 ma ロードレギュレーション LoaReg Iout = 1 ~ 1mA mv 逆バイアス電流 Irev Vin = V, Vcont=V, Vout=8V na FIL 端子 Sink 電流 Isink FIL 端子電圧 = Vin -.3V μa 誤差アンプ入力オフセット電圧 Verror Iout = 3mA mv コントロール端子コントロール電流 Icont Vcont = 2.V μa コントロール電圧 リップルリジェクション (Note 3) Vcont R.R. Vout ON state V Vout OFF state V Iout = 3mA Ripple db Noise=2mVp-p(@1kHz) nv/ Hz 出力ノイズ (Note 4) (Note 5) - at 1kHz Note 2. 最大電流値は許容消費電力に制限されます Note 3. リップルリジェクションは 抵抗により設定された入出力電圧差とコンデンサの値, 特性に依存します 抵抗値のバラツキとコンデンサ容量値のバラツキを考慮して下さい Rfil, Cfil はセットの要求する条件に合わせ変えてください 上記値は測定上の一例です Note 4. リップルノイズがない場合の出力ノイズです 半導体集積回路のため製品自体からもノイズを発生します Note 5. typ 値のみの項目は参考値です J /5

7 電気的特性 (Ta= -4~85 C) 限界値の記載されている項目は Ta=Tj= -4~85 C に対して適用されます (Vin=2.5V, Vcont=2V, Rfil=39kΩ, Cin=1μF, Cfil=4.7μF, Cout=1μF, unless otherwise specified.) Parameter Symbol Condition min typ max Unit 消費電流 Iin Iout = ma μa スタンバイ電流 Istandby Vin = 8V, Vcont = V na 出力電流 Iout ma 最大出力電流 (Note 6) (Note 9) Iout MAX Voutが (Vouttyp.9) 時 ma ロードレギュレーション LoaReg Iout = 1 ~ 1mA mv 逆バイアス電流 Irev Vin = V, Vcont=V, Vout=8V na FIL 端子 Sink 電流 Isink FIL 端子電圧 = Vin -.3V μa 誤差アンプ入力オフセット電圧 Verror Iout = 3mA mv コントロール端子コントロール電流 Icont Vcont = 2.V μa コントロール電圧 リップルリジェクション (Note 7) Vcont R.R. Vout ON state V Vout OFF state V Iout = 3mA Ripple db Noise=2mVp-p(@1kHz) nv/ Hz 出力ノイズ (Note 8) (Note 9) - at 1kHz Note 6. 最大電流値は許容消費電力に制限されます Note 7. リップルリジェクションは 抵抗により設定された入出力電圧差とコンデンサの値, 特性に依存します 抵抗値のバラツキとコンデンサ容量値のバラツキを考慮して下さい Rfil, Cfil はセットの要求する条件に合わせ変えてください 上記値は測定上の一例です Note 8. リップルノイズがない場合の出力ノイズです 半導体集積回路のため製品自体からもノイズを発生します Note 9. typ 値のみの項目は参考値です J /5

8 Vdrop(mV) Vdrop [ mv ] Ignd Vdrop(mV) [ m ] Vdrop [ mv ] Iin [ μa ] Isink [ μa ] Voffset [ mv ] [AP1158ADS] 11.1 DC 特性 11. 動作説明 測定条件 ( 指定の無い場合 ) : Vin=2.5V, Vcont=2V, Rfil=39kΩ, Cin=1μF, Cfil=4.7μF, Cout=1μF, Iout=5mA フィルター端子 Sink 電流 誤差 AMP オフセット電圧 Vin [ V ] Vin [ V ] 入出力電圧差 入力電流 (Iout=mA) Vin [ V ] Vin [ V ] 負荷変動 無効電流 Iout(mA) Iout [ ma ] Iout [ ma ] J /5

9 Vout [V] IoutMAX[mA] Istandby [ A ] Irev [ A ] Vout [ V ] Vout(V) Icont [ A ] [AP1158ADS] 出力 On ポイント コントロール電流 Vcont [ V ] Vcont [ V ] スタンバイ電流 逆バイアス電流 1.E-4 1.E-5 1.E-6 1.E-4 1.E-5 1.E-6 1.E-7 1.E-7 1.E-8 1.E-8 1.E-9 1.E-9 1.E-1 1.E-1 1.E-11 1.E Vin [ V ] Vrev [ V ] 最大出力電流 最大出力電流 (Vin) Iout[mA] Vin[V] J /5

10 Vdrop [ mv ] Ignd [ m ] Vdrop [ mv ] Icc [ A ] Isink [ A ] Voffset [ mv ] [AP1158ADS] 11.2 DC 温度特性 測定条件 ( 指定の無い場合 ): Vin=2.5V, Vcont=2V, Rfil=39kΩ, Cin=1μF, Cfil=4.7μF, Cout=1μF, Iout=5mA フィルター端子 Sink 電流 誤差 AMP オフセット電圧 Ta( ー [ C) C ] Ta( ー C) Ta [ C ] 入出力電圧差 入力電流 (Iout=mA) Ta( ー [ C) C ] Ta Ta( [ ー C C) ] 負荷変動 無効電流 Iout = 2, 1, 5, 3 ma Ta [ C ] Ta( ー C) 1 9 Iout = 15, 1, 5, 3 ma Ta Ta( [ ー C C) ] J /5

11 IoutMax [ ma ] Vout [ V ] Icont [ A ] [AP1158ADS] 出力 On ポイント コントロール電流 Ta( ー [ C) C ] 3 25 Vcont = 2, 4, 6 V Ta( ー C) Ta [ C ] 最大出力電流 Ta( ー C) Ta [ C ] J /5

12 RR [ db ] RR [ db R.R.(dB) ] R.R.(dB) RR [ db ] [AP1158ADS] 11.3 Ripple Rejection 測定条件 ( 指定の無い場合 ): Vin=2.5V, Vcont=2V, Ripple Noise=2mVp-p, Rfil=39kΩ, Cin=1μF, Cfil=4.7μF, Cout=1μF, Iout=3mA RR [ db ] -1 Cfil=.1, 1., 4.7μF mVp-p ~ 39kΩ xx μf Vin Vout FIL Cont GND 1μF 2V 3mA k 1k 1k 1M Frequency [ Hz ] RR vs Ripple Noise ( Freq = 1kHz ) RR vs Iout ( Freq = 1kHz ) Ripple Noise Level [ mvp-p ] Iout [ ma ] RR vs Vin Vin [ V ] J /5

13 Noise [ uv/ Hz ] Noise [ uvrms ] Noise [ uvrms ] [AP1158ADS] 11.4 出力ノイズ 測定条件 ( 特に指定の無い場合 ): Vin=2.5V, Vcont=2.V, Rfil=39kΩ, Cin=1μF, Cfil=4.7μF, Cout=1μF, Iout=3mA Output Noise vs Iout 5 Output Noise vs Vin Iout [ ma ] Vin [ V ] Output Noise Density 1.1 Cfil=1.μF Cfil=.1μF.1 1 1k 1k 1k Frequency [ Hz ] J /5

14 11.5 Transient Response 測定条件 ( 指定の無い場合 ): Vin=2.5V, Vcont=2V, Rfil=39kΩ, Cin=1μF, Cfil=4.7μF, Cout=1μF, Iout=3mA コントロール端子による立ち上り 電源電圧による立ち上り 2V 2.5V V V Cout=1.μF 2.2μF 4.7μF Cfil=1.μF 2.2μF 4.7μF 1V 1μsec 1V 1sec 負荷変動による出力電圧変動 3mA or 1 ma 3 ma 5mV/div 1 3 ma 1mV/div 1μse J /5

15 11.6 出力コンデンサ 安定した動作を得る為 出力側コンデンサが必要です これが無いと AP1158ADS は発振します 出力側コンデンサは 容量値と共に直列等価抵抗 (ESR) が安定動作領域の範囲内にあるもの 或いは範囲内に入るようにして下さい 下記グラフを参照し 最適な特性のコンデンサを選定下さい 出力の容量値は 1μF 以上を推奨しますが.22μF 以上で ESR が 6Ω 以下のコンデンサ ( セラミック or タンタル ) も使用できます コンデンサの容量値, ESR 値は メーカーや製品によりバラツキがあります それに加え セラミックコンデンサは電圧依存性の大きい物が有り 高電圧ほど容量が減少します 使用電圧範囲で安定動作する容量値の選択を御願いします コンデンサは システム内部で予想される全温度全電圧範囲で IC が安定動作する最低値以上の定格でなければいけません ESR [ Ω ] 1 Cout =.22μF ESR [ Ω ] 1 Cout = 1.μF 安定動作領域.1 安定動作領域 Iout [ ma ] Iout [ ma ] Figure 1. 定動作領域 J /5

16 Vdrop [ mv ] Vdrop [ mv ] Vsat [ mv ] Vsat [ mv ] [AP1158ADS] 11.7 出力トランジスタの能力と Vdrop の設定 Figure 2 は AP1158ADS に内蔵されているパワートランジスタの能力を示しています AP1158ADS の入出力間電圧差を 3mV に設定した場合 最大 25mA の負荷電流を引く事が可能といえます ただし これはリップルノイズを考慮に入れていない場合の電流値です リップルノイズを考慮した場合は 負荷電流値はより小さくなります Figure 3 に示すようなリップルノイズが電源に入った時 負荷電流の最大が 15mA と小さくなります Iout [ ma ] 4 45 Ripple Noise Iout [ ma ] Figure 2. ( 左 ) 内蔵 Power-Tr の能力 ( 右 ) リップルノイズが入った場合 使用する電流が少ない場合 Rfil を小さくして入出力間電圧差を少なくする事が可能です Rfil と Vdrop の関係は Figure 3 の通りです ただし 入出力間電圧差を少なくすると 図に示すように負荷安定度の特性が低下します k 4k 6k 8k Rfil [ Ω ] kΩ Iout [ ma ] 3kΩ 2kΩ 39kΩ (Rfil) 51kΩ Figure 3. ( 左 )Vdrop vs Rfil(Iout=5mA) ( 右 ) 負荷安定度 (Rfil 変化 ) J /5

17 11.8 低リップル低ノイズシステム出力 Input Vin GND Vout AP1152ADS AP1152ADU Vcont GND Np Rfil 39k Cfil 4.7 F AP1158ADS Vin GND FIL Vout Cont 1 F Output 1 Output 2 3.V Input の DC レベルによって リップル除去効果が変化します Input- V* Output1 とほぼ同等のリップル除去効果があります DC レベルは Input の電圧によって変動します リップル除去効果は Input の DC レベルに依存しません AP1158ADS Vin Vout Output 3 Output1- V* Rfil 39k GND 1 F Output1 より更に低リップル, 低ノイズ出力となります Cfil 4.7 F FIL Cont * V = Rfil.6μA + Voffset ( Typ:4mV) Figure 4. 低リップル低ノイズシステム出力.2V/div 25μs/div 5mV/div 25μs/div 5mV/div 25μs/div 5mV/div 25μs/div Input Output 1 Output 2 Output 3 Figure 5. Input Voltage : 3.55V + Ripple Noise 時の各端子波形.2V/div 25μs/div 5mV/div 25μs/div 5mV/div 25μs/div 5mV/div 25μs/div Input Output 1 Output 2 Output 3 Figure 6. Input Voltage : 3.35V + Ripple Noise 時の各端子波形 J /5

18 AP1158A DS [AP1158ADS] 11.9 DC-DC コンバータ出力リップルノイズの低減 下図の様に DC-DC コンバータの後段に接続することによって DC-DC コンバータのリップルノイズを除去する事が出来ます L AP1158ADS 4.7 F DC-DC converter SBD Rfil 39k Vin GND Vout Output2 FIL Cont R2 1 F Cfil 4.7 F R1 Output 1 Figure 7.DC-DC コンバータ出力リップルノイズの低減 5mV/div 25ns/div 5mV/div 25ns/div Output 1 Output 2 Figure 8. 出力リップルノイズ 11.1 モーターノイズの低減電池電圧からの高い電圧が欲しいがモーターノイズを低減したい場合 リップルの大きい電圧 M Rfil Vin AP1158ADS Cfil リップルの極少ない電圧出力電圧は電池電圧よりも ΔV だけ低くなります ΔV(Rfil により設定可 ) Figure 9. モーターノイズの低減 J /5

19 AP1158A DS AP1158A DS AP1158A DS [AP1158ADS] 電圧 - 電力変換 Vin AP1158ADS DA コンバータ出力と同じ電圧出力となります DA コンバータ直流電圧出力 C Figure 1. 電圧 電力変換 SW 切り替えスピード IC に電源を印加します この状態で Cont 端子を on/off した方が高速で動作します この場合にはフィルターの時定数に関係なく高速で切り替わります [ 出力側コンデンサを換えた場合の on/off スピード ] Cfil=4.7μF, Rfil=39kΩ, Vin=2.5V, Iout=1mA 電源を直接 on/off する場合 Cfil の容量をチャージするための時間が掛かります 立ち上がりを早くするには Cfil 容量を小さくする事で フィルターの時定数を小さくしてください 4.7μF は目安であり絶対条件では有りません セットにおけるリップル量, 周波数に合わせ最適な特性にしてください 尚 抵抗と並列にダイオードを接続する事でも早くなります 電圧降下分はダイオードの Vf の 1/2 が目安です [Cfil へのチャージ時間 ] Rfil=39kΩ, Cfil=4.7μF の場合 t=5 Cfil Rfil = = 9.25 sec AP1158ADS AP1158ADS Figure 11.SW 切り替え回路 Vcont V 2V Cout=1.μF 2.2μF 4.7μF Vout 1V 1μsec Figure 12. 出力側コンデンサ容量を増やした場合の on/off スピード J /5

20 12. 用語の定義 FIL 端子 Sink 電流 TYP=.6μAで電流をSinkしています この電流と外部抵抗との積 + オフセット電圧が 入出力電圧差と成ります 最大リップルノイズの振幅値以下の設定にしますと十分な低減効果は得られません 標準はRfil=39kΩ (Vdrop=274mV) です Vdrop = Rfil.6μA + Voffset (typ:4mv) 入出力電圧差 (Vdrop) Vin - FIL 端子間の抵抗にて設定します 使用電圧にゆとりが有る場合 あるいはリップルノイズが大きい場合には Vdrop を大きく設定して下さい Vdrop は使用電圧のミニマムで 且つリップルノイズと使用電流の最大で設定してください on / off コントロ - ル AP1158ADS は High on です Cont 端子を GND レベルにする事で入力電流は pa レベルまで減少します ( 動作は停止 ) もし 負荷電流が零ならば ( 即ち 負荷インピーダンスが非常に大きいならば ) 出力側コンデンサの電荷は 長い間チャージされたままと成ります この為 on / off の切り替えを負荷側と同時に行えばコンデンサのチャージ電荷は失われなくなります on / off コントロ - ルを使用しない時には この端子を Vin へ接続して下さい 必要に応じ直列に抵抗を接ぎ コントロール電流を減らすことも可能です コントロール端子には約 3kΩ の直列抵抗とプルダウン抵抗が接続されています この為 直列抵抗を使用した場合に制御電流は減少しますが on / off の切り替え電圧は高い方へずれます この端子にヒステリシスは設定してありません on - off の中間値はノイズを増幅することが有ります High or Low レベルを確実に入力してください リップル除去比 (R.R.) 入力電圧を 2.5V, 出力電流を 3mA とし 1kHz, 2mVp-p の交流波形を電源電圧に重畳させ この波形が出力に現れる電圧と入力電圧との比を測定します 標準測定条件は Cin=.1μF, Cout=1μF, Cfil=4.7μF, Rfil=39kΩ(Vdrop=274mV) とします 低周波リップル除去比を向上させるには Rfil を大きくとる (Vdrop を大きくする ) ことと Cfil を大きくすることです リップルリジェクションは設定された入出力電圧差とコンデンサの値, 特性に依存します 抵抗値のバラツキ コンデンサ容量値のバラツキを考慮して下さい Rfil=39kΩ, Cfil= 4.7μF はセットの要求する条件に合わせ変えてください 上記の値は一例です On / Off スピード電源入力は加えたまま Cont 端子を on / off させる事で 高速動作します 電源を他の SW 機能により立ち上げた場合では フィルターの時定数の為非常に遅くなります 標準接続定数は目安です フィルターの時定数を小さく (Cfil を小さく ) する事で早く立ち上がります Rfil と並列にダイオードを接続すれば立ち上がりが早くなります 瞬間最大出力電流 (Iout MAX) 入力電圧を (2.5V) とし この時に得られた出力電圧が負荷電流を流す事により 出力電圧が 1% 低下した時の出力電流です この測定は IC 温度の影響が無いように 短時間で測定されます 逆バイアス電流 (Irev) Vin 端子, Cont 端子を GND レベルとし Vout 端子に 8V を印加した時に Vout 端子に流れる電流です 無効電流 (Ignd) 負荷電流を流す事により GND 端子に流れる電流 ( 入力電流 - 出力電流 ) で測定されます J /5

21 13. Test Circuit A 1 Vin Vout 5 Vin Iin A Rfil 39k Isink 2 GND Cout Iout V Vout 1 F Cin 1 F Cfil 4.7 F 3 FIL Cont 4 A Icont Vcont Figure 13.Test Circuit J /5

22 外形寸法図 (Unit: mm) 14. パッケージ Mark 5 4 Lot No. R33 xxx ~ J /5

23 15. 改訂履歴 Date Revision Page Contents (YY/MM/DD) 15/5/26 - 初版 J /5

24 重要な注意事項. 本書に記載された弊社製品 ( 以下 本製品 といいます ) および 本製品の仕様につきましては 本製品改善のために予告なく変更することがあります 従いまして ご使用を検討の際には 本書に掲載した情報が最新のものであることを弊社営業担当 あるいは弊社特約店営業担当にご確認ください 1. 本書に記載された情報は 本製品の動作例 応用例を説明するものであり その使用に際して弊社および第三者の知的財産権その他の権利に対する保証または実施権の許諾を行うものではありません お客様の機器設計において当該情報を使用される場合は お客様の責任において行って頂くとともに 当該情報の使用に起因してお客様または第三者に生じた損害に対し 弊社はその責任を負うものではありません 2. 本製品は 医療機器 航空宇宙用機器 輸送機器 交通信号機器 燃焼機器 原子力制御用機器 各種安全装置など その装置 機器の故障や動作不良が 直接または間接を問わず 生命 身体 財産等へ重大な損害を及ぼすことが通常予想されるような極めて高い信頼性を要求される用途に使用されることを意図しておらず 保証もされていません そのため 別途弊社より書面で許諾された場合を除き これらの用途に本製品を使用しないでください 万が一 これらの用途に本製品を使用された場合 弊社は 当該使用から生ずる損害等の責任を一切負うものではありません 3. 弊社は品質 信頼性の向上に努めておりますが 電子製品は一般に誤作動または故障する場合があります 本製品をご使用頂く場合は 本製品の誤作動や故障により 生命 身体 財産等が侵害されることのないよう お客様の責任において 本製品を搭載されるお客様の製品に必要な安全設計を行うことをお願いします 4. 本製品および本書記載の技術情報を 大量破壊兵器の開発等の目的 軍事利用の目的 あるいはその他軍事用途の目的で使用しないでください 本製品および本書記載の技術情報を輸出または非居住者に提供する場合は 外国為替及び外国貿易法 その他の適用ある輸出関連法令を遵守し 必要な手続を行ってください 本製品および本書記載の技術情報を国内外の法令および規則により製造 使用 販売を禁止されている機器 システムに使用しないでください 5. 本製品の環境適合性等の詳細につきましては 製品個別に必ず弊社営業担当までお問合せください 本製品のご使用に際しては 特定の物質の含有 使用を規制する RoHS 指令等 適用される環境関連法令を十分調査のうえ かかる法令に適合するようにご使用ください お客様がかかる法令を遵守しないことにより生じた損害に関して 弊社は一切の責任を負いかねます 6. お客様の転売等によりこの注意事項に反して本製品が使用され その使用から損害等が生じた場合はお客様にて当該損害をご負担または補償して頂きますのでご了承ください 7. 本書の全部または一部を 弊社の事前の書面による承諾なしに 転載または複製することを禁じます J /5