薄 型 TV 用 電 源 IC シリーズ FET 内 蔵 同 期 整 流 型 DC/DC コンバータ IC H 3 Reg TM タイプ BD95830MUV No.11034JBT08 概 要 BD95830MUV は 広 入 力 電 圧 範 囲 (7.5~15V)から 低 出 力 電 圧 (0.8V~5.5V)を 大 電 流 出 力 で 実 現 できる 2ch スイッチングレ ギュレータです スイッチングトランジスタ 用 の N-MOSFET を 内 蔵 することにより 省 スペースで 高 効 率 同 期 整 流 スイッ チングレギュレータを 実 現 できます H 3 Reg TM というローム 独 自 の 制 御 モードを 採 用 することで 業 界 最 速 の 過 渡 応 答 特 性 を 実 現 できます ソフトスタート 機 能 タイマーラッチ 付 短 絡 出 力 過 電 圧 保 護 回 路 機 能 を 有 しており 液 晶 TV などのデジ タル 家 電 用 電 源 として 最 適 です 特 長 1) H 3 Reg TM DC/DC コンバータコントローラ 内 蔵 2) N-MOSFET 内 蔵 (High side:75mω, Low side:50mω) 3) 過 熱 低 入 力 過 電 流 (Low side FET Ron 検 出 タイプ) 過 電 圧 短 絡 時 の 保 護 回 路 内 蔵 4) ソフトスタート 機 能 により 起 動 時 の 突 入 電 流 を 軽 減 5) VQFN032V5050 パッケージ 採 用 6) FET 駆 動 用 5V 電 源 内 蔵 7) ブートストラップ 用 Di 内 蔵 8) 出 力 コンデンサセラコン 対 応 9) スイッチング 周 波 数 : 400kHz~800kHz( 入 出 力 条 件 による) 用 途 液 晶 TV PDP TV Set Top Box ゲーム 機 デスクトップ PC 等 1/18
絶 対 最 大 定 格 (Ta=25 ) 項 目 記 号 定 格 単 位 入 力 電 圧 1, 2, S 15.1 *1*2 V BOOT 電 圧 BOOT1, BOOT2 21.1 *1*2 V BOOT-SW 電 圧 BOOT1-SW1, BOOT2-SW2 7 *1*2 V 出 力 電 圧 1, 2 7 *1*2 V 出 力 フィードバック 電 圧 FB1, FB2 V 電 圧 7 *1*2 V VCC 電 圧 VCC V ロジック 入 力 電 圧 EN1, EN2 15.1 *1*2 V 許 容 損 失 1 Pd1 0.38 *3 W 許 容 損 失 2 Pd2 0.88 *4 W 許 容 損 失 3 Pd3 3.26 *5 W 許 容 損 失 4 Pd4 4.56 *6 W 動 作 温 度 範 囲 Topr -20~+100 保 存 温 度 範 囲 Tstg -55~+150 接 合 部 温 度 Tjmax +150 *1 ただし Pd を 超 えないこと *2 サージ 逆 起 電 圧 等 の 瞬 時 的 な 電 圧 印 加 もしくは Duty 比 が 10%を 下 回 る 連 続 パルス 印 加 に 耐 えうる 最 大 定 格 *3 Ta 25 の 場 合 ( 放 熱 板 なし) 3.0mW/ で 軽 減 *4 Ta 25 の 場 合 (74.2mm 74.2mm 1.6mm 1 層 ガラエポ 基 盤 実 装 表 層 放 熱 銅 箔 :20.2mm 2 )7.0mW/ で 軽 減 *5 Ta 25 の 場 合 (74.2mm 74.2mm 1.6mm 4 層 ガラエポ 基 盤 実 装 表 裏 層 放 熱 銅 箔 :20.2mm 2, 2,3 層 : 放 熱 銅 箔 :5505mm 2 )26.1mW/ で 軽 減 *6 Ta 25 の 場 合 (74.2mm 74.2mm 1.6mm 4 層 ガラエポ 基 盤 実 装 全 層 放 熱 銅 箔 :5505mm 2 )36.5mW/ で 軽 減 動 作 範 囲 (Ta=25 ) 項 目 記 号 定 格 最 小 最 大 単 位 入 力 電 圧 1, 2, S 7.5 15 V BOOT 電 圧 BOOT1, BOOT2 4.5 21 V SW 電 圧 SW1, SW2-0.7 15 V BOOT-SW 電 圧 BOOT1-SW1, BOOT2-SW2 4.5 5.5 V ロジック 入 力 電 圧 EN1, EN2 0 15 V 出 力 電 圧 1, 2 0.8 5.5 V MIN ON 時 間 tonmin - 100 ns 本 製 品 は 耐 放 射 線 設 計 はしておりません 2/18
電 気 的 特 性 ( 特 に 指 定 のない 限 り Ta=25 VCC=, S=12V, VEN1=VEN2=3V, 1=2=1.8V) [Whole Device] 項 目 記 号 規 格 値 最 小 標 準 最 大 バイアス 電 流 IINS - 1.7 2.2 ma スタンバイ 電 流 IINS_stb - 0 10 µa VEN1=VEN2=0V EN Low 電 圧 1,2 VEN_low1,2 GND - 0.3 V EN High 電 圧 1,2 VEN_high1,2 2.2-15 V EN プルダウン 抵 抗 1,2 REN1,2 28 48 68 kω [5V リニアレギュレータ] スタンバイ 電 圧 _stb - - 0.1 V VEN1=VEN2=0V 出 力 電 圧 4.8 5.0 5.2 V 最 大 電 流 IREG 10 - - ma [ 低 入 力 誤 作 動 防 止 部 ] 単 位 条 件 =7.5V to 15V IREG=10mA スレッシュホールド 電 圧 _UVLO 4.0 4.3 4.6 V :Sweep up ヒステリシス 電 圧 d_uvlo 100 160 220 mv :Sweep down [ 過 電 圧 保 護 部 ] FB スレッシュホールド 電 圧 1,2 VOVP 0.86 0.96 1.06 V OVP delay time tovp - 1.4 - ms [H 3 Reg TM 制 御 部 ] ON Time1,2 ton1,2 200 255 310 ns MIN OFF Time 1,2 toffmin1,2 300 550 - ns [FET Driver 部 ] High side FET ON 抵 抗 1,2 Ron_high1,2-75 120 mω Low side FET ON 抵 抗 1,2 Ron_low1,2-50 75 mω [ 電 流 制 限 部 ] 過 電 流 保 護 設 定 電 流 値 1,2 Iilim1,2 3 4 5 A Low side FET 検 出 [ 出 力 電 圧 検 出 部 ] FB1,2 スレッシュホールド 電 圧 VFB1,2 0.788 0.8 0.812 V ソフトスタート 時 間 1,2 tss1 0.4 1.3 2.2 ms FB 入 力 電 流 1,2 IFB1,2-1 - 1 µa ディスチャージ 電 流 1,2 I1,2 5 10 - ma [SCP 部 ] スレッシュホールド 電 圧 1,2 Vthscp1,2 0.48 0.56 0.64 V SCP delay time tscp - 1.4 - ms =1V, VEN=0V, VCC=5V 3/18
ブロック 図 1 1 23 EN1/UVLO S 3 EN1 EN2 5VReg 4 BOOT1 25 1 1 2 32 Logic Input 2 FB1 22 5 VCC EN1 24 EN2 17 2 18 19 FB2 EN1 UVLO EN2 UVLO Reference Block Soft Start Soft Start REF1 REF2 BG 6,20 GND SS1 REF1 SS1 Thermal Protection EN2/UVLO SS2 REF2 SS2 UVLO OCP2 SCP TSD + - UVLO + - UVLO OCP1 SCP TSD TSD H 3 Reg TM Controller Block UVLO S H 3 Reg TM Controller Block 0.96V FB1 0.96V FB2 R Q S R S 21 TEST + - SCP OVP + - Q SW1 OVP1 Delay OVP2 SW2 OCP1 EN1 EN2 OCP2 + - + - Driver Circuit 0.56V FB1 0.56V FB2 Driver Circuit OVP OVP 26 27 28 29 30 31 SW1 PGND1 BOOT2 16 7 8 9 13 14 15 10 11 12 2 SW2 PGND2 1 2 ピン 配 置 図 EN1 1 FB1 TEST GND FB2 2 EN2 24 23 22 21 20 19 18 17 BOOT1 25 SW1 26 SW1 27 SW1 28 PGND1 29 PGND1 30 PGND1 31 1 32 1 2 3 4 5 6 7 8 1 1 S VCC GND 2 2 ピン 機 能 表 PIN No. PIN 名 PIN 機 能 1,2,32 1 電 源 電 圧 入 力 端 子 1 3 S 電 源 電 圧 センス 端 子 用 入 力 端 子 4 IC 内 部 基 準 電 圧 5 VCC 5V 電 源 入 力 端 子 BOOT2 16 6,20 GND センス GND SW2 15 7-9 2 電 源 電 圧 入 力 端 子 2 SW2 14 10-12 PGND2 2ch 用 パワーGND SW2 13 13-15 SW2 ハイサイド FET ソース 端 子 2 PGND2 16 BOOT2 ハイサイド FET ゲートドライバ 電 源 端 子 2 12 イネイブル 入 力 端 子 2 PGND2 17 EN2 11 (0~0.3V:OFF, 2.2~15V:ON) PGND2 10 18 2 出 力 電 圧 センス/ディスチャージ 端 子 2 2 19 FB2 出 力 電 圧 フィードバッグ 端 子 2 9 21 TEST テスト 用 端 子 GND に 接 続 してください 22 FB1 出 力 電 圧 フィードバッグ 端 子 1 23 1 出 力 電 圧 センス/ディスチャージ 端 子 1 24 EN1 イネイブル 入 力 端 子 1 (0~0.3V:OFF, 2.2~15V:ON) 25 BOOT1 ハイサイド FET ゲートドライバ 電 源 端 子 1 26-28 SW1 ハイサイド FET ソース 端 子 1 29-31 PGND1 1ch 用 パワーGND 裏 面 FIN 放 熱 用 Pad GND に 接 続 してください 4/18
端 子 説 明 EN1 / EN2 EN 端 子 は 2.2V 以 上 でハイレベルとなり スイッチング 動 作 が 開 始 されます 0.3V 以 下 でローレベルとなり スイッチング 動 作 が OFF します 回 路 電 流 も 10µA 以 下 となります 2.5V, 3.3V もしくは 5V の 電 源 系 統 で 制 御 する ことで 選 択 可 能 です S 入 力 電 圧 検 出 用 端 子 です この 端 子 に 印 加 される 入 力 電 圧 により ON Time を 決 定 し 出 力 電 圧 を 制 御 します また S 端 子 は 内 部 電 源 ()の 入 力 端 子 でもあります 内 部 電 源 出 力 端 子 です EN1 もしくは EN2 に 2.2V 以 上 の 電 圧 が 印 加 されると 電 圧 を 出 力 します 出 力 5V で 10mA の 電 流 能 力 があり 2.2µF(B 特 以 上 ) 以 上 のセラコンを 対 GND に 接 続 してください VCC 内 部 回 路 の 電 源 です 端 子 に 接 続 してください GND アナログ デジタル 系 の GND 端 子 です 1 / 2 出 力 電 圧 センス 端 子 です また OFF 時 に 出 力 コンデンサを 放 電 するためのディスチャージ 用 FET が 内 蔵 されています FB1 / FB2 出 力 電 圧 フィードバック 端 子 です IC 内 部 の REF( 約 0.8V 詳 しくは 10 ページの 式 (10) 参 照 )と 比 較 します トータル 10kΩ 程 度 の 抵 抗 値 にて 出 力 電 圧 を 設 定 してください 1 / 2 パワー 用 の 入 力 電 圧 端 子 です リップル 電 流 や 負 荷 に 応 じた 入 力 コンデンサをピン 直 に 接 続 してください BOOT1 / BOOT2 ハイサイド FET ドライブ 用 電 源 端 子 です 対 SW 端 子 に 0.1µF 程 度 のセラコンを 接 続 してください 対 GND 耐 圧 は 21V まで 対 SW 耐 圧 は 5.5V まであります スイッチング 動 作 時 BOOT 動 作 により(+ )~ までスイングします SW1 / SW2 コイル 接 続 端 子 となります 対 GND 耐 圧 は 15V まであります スイッチング 動 作 は ~PGND までスイングします PGND1 / PGND2 パワー 用 接 地 端 子 です TEST TEST 用 の 端 子 です 通 常 使 用 時 は GND に 接 続 してください 5/18
動 作 説 明 BD95830MUV は ローム 独 自 の 制 御 方 式 H 3 Reg TM CONTROLLA を 内 蔵 した 降 圧 型 2ch 同 期 整 流 スイッチング レギュレータです 負 荷 急 変 時 が 低 下 した 場 合 高 周 波 数 動 作 することにより の 復 帰 を 高 速 にして 過 渡 応 答 特 性 を 向 上 させます H 3 Reg TM 制 御 ( 通 常 動 作 時 ) FB REF HG LG FB が 基 準 電 圧 (REF) 以 下 になったことを 検 出 したら H 3 Reg TM CONTROLLA が 起 動 し ton= 1 f [sec] (1) で 決 定 する HG(High side FET のゲート)を 出 力 します LG(Low side FET のゲート)は HG が OFF した 後 FB が REF 以 下 になるまで 出 力 します ( 負 荷 急 変 時 ) FB REF 負 荷 急 変 時 FB() 電 圧 が 低 下 し 設 定 ton 経 過 後 まだ FB が REF 以 下 の 場 合 周 波 数 を 上 げることにより FB の 復 帰 を 高 速 にして 過 渡 応 答 特 性 を 向 上 させます IOUT HG LG 過 電 流 保 護 回 路 HG ton ton 通 常 動 作 時 FB 電 圧 が REF 電 圧 以 下 になると 式 (1)で 決 定 される ton のパルス 幅 の HG を 出 力 し HG が OFF 後 に LG を 出 力 します しかし LG が ON 状 態 の 時 にコイル 電 流 が ILIMIT ポイントを 超 えていると FB 電 圧 が REF 電 圧 以 下 になっても 次 の HG パルスを 打 つことはできず ILIMIT を 下 回 るまで LG の ON 状 態 を 継 続 します その 結 果 周 波 数 duty 共 に 変 動 するため 出 力 電 圧 が 低 下 してしまう 場 合 もあります LG IL ILIMIT (typ:4a) 6/18
タイミングチャート ソフトスタート 機 能 EN 1.3msec EN 端 子 を High にすると ソフトスタート 機 能 が 働 き 起 動 時 の 電 流 に 制 限 をかけながら 緩 やかに 出 力 電 圧 を 立 ち 上 げます 出 力 ソフトスタート 時 間 は 1.3ms(typ)です 突 入 電 流 は 式 (2)のように 決 定 します 突 入 電 流 IIN= Co 1.3ms [A] (2) IIN (Co: 出 力 コンデンサ 及 び 出 力 に 接 続 される 全 ての 容 量 の 合 計 値 ) タイマーラッチ 式 出 力 短 絡 保 護 回 路 FB 電 圧 が 0.56V(70%) 以 下 になると 出 力 短 絡 保 護 が 起 動 し その 状 態 が 1.4msec 経 過 すると 出 力 を OFF 状 態 でラッチ させ IC の 破 壊 を 防 止 します この 際 異 常 状 態 のチャンネルだけでなく 反 対 側 のチャンネルも 同 時 にラッチします EN1 EN2 で 両 チャンネルを 一 旦 OFF した 後 再 投 入 する または UVLO を 再 度 解 除 することで 出 力 は 復 帰 します FB1 1.4ms 0.56V Switching HG1/LG1 FB2 1.4ms 0.56V HG2/LG2 EN1 EN2 7/18
タイマーラッチ 式 出 力 過 電 圧 保 護 回 路 FB 電 圧 が 0.96V(120%) 以 上 になると 出 力 過 電 圧 保 護 が 起 動 し その 状 態 が 1.4msec 経 過 すると 出 力 を 下 げるため Low Side FET がフルオン 状 態 でラッチします(LG=High HG=Low) この 際 異 常 状 態 となっていない 側 のチャンネルも 同 時 にラッチします EN1 EN2 を 一 旦 OFF した 後 再 投 入 する または UVLO を 再 度 解 除 することで 出 力 は 復 帰 します FB1 0.96V 1.4ms Switching HG1 LG1 FB2 0.96V 0.96V 1.4ms HG2 LG2 EN1 EN2 8/18
特 性 データ IINS [ma] 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0 5 10 15 S [V] Fig.1 S-IINS (EN1=EN2=ON) IINS [μa] 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0 5 10 15 S [V] Fig.2 S-IINS_stb (EN1=EN2=OFF) IEN [μa] 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 5 10 15 VEN [V] Fig.3 VEN-IEN [V] 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 0 5 10 15 S [V] [V] 5.15 5.10 5.05 5.00 4.95 4.90 4.85 8 10 12 14 S [V] IFB [μa] 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0 1 2 3 4 5 VFB [V] Fig.4 S- Fig.5 S- Fig.6 VFB-IFB (=12V, EN1=EN2=ON) 1.515 1.510 3.35 [V] 1.510 1.505 1.500 1.495 1.490 [V] 1.505 1.500 1.495 [V] 3.33 3.31 3.29 3.27 1.485 8 10 12 14 [V] Fig.7 - (1.5V) 1.490 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 IOUT [A] Fig.8 IOUT- (1.5V) 3.25 8 10 12 14 [V] Fig.9 - (3.3V) 9/18
3.32 100 100 3.31 90 90 [V] 3.30 Efficiency [%] 80 70 Efficiency [%] 80 70 3.29 60 60 3.28 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 IOUT [A] 50 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 IOUT [A] 50 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 IOUT [A] Fig.10 IOUT- (3.3V) Fig.11 IOUT-Efficiency (=12V, =1.5V) Fig.12 IOUT-Efficiency (=12V, =3.3V) ΔV=14mV t:1[µsec/div] ΔV=17mV t:1[µsec/div] EN1 EN2 1 (3.3V) 2 (1.5V) t:400[µsec/div] Fig.13 リップル 電 圧 (=12V, =1.5V, COUT=44µF) Fig.14 リップル 電 圧 (=12V, =3.3V, COUT=44µF) Fig.15 出 力 起 動 波 形 EN1 t:10[msec/div] t:20[µsec/div] t:20[µsec/div] 50[mV/div] EN2 50[mV/div] 1 (3.3V) 2 (1.5V) IOUT 1[A/div] IOUT 1[A/div] Fig.16 出 力 OFF 波 形 (COUT=44µF, IOUT=0A) Fig.17 負 荷 応 答 特 性 :0A 3A (=12V, =1.5V, COUT=44µF) Fig.18 負 荷 応 答 特 性 :3A 0A (=12V, =1.5V, COUT=44µF) 10/18
50[mV/div] t:20[µsec/div] t:20[µsec/div] 1 50[mV/div] 2 t:400[µsec/div] IOUT 1[A/div] IOUT 1[A/div] IOUT2 2[A/div] Fig.19 負 荷 応 答 特 性 :0A 3A (=12V, =3.3V, COUT=44µF) Fig.20 負 荷 応 答 特 性 :3A 0A (=12V, =3.3V, COUT=44µF) Fig.21 1.5V 出 力 地 絡 波 形 (OCP, SCP) (1=3.3V, 2=1.5V) 1 2 IOUT1 2[A/div] t:400[µsec/div] EN2 EN1 2 1 Frequency [khz] 750 700 650 600 550 500 =1.5V =7.5V =12V =15V 0 1 2 3 IOUT [A] Fig.22 3.3V 出 力 地 絡 波 形 (OCP, SCP) (1=3.3V, 2=1.5V) Fig.23 SCP(ラッチ OFF 解 除 ) (1=3.3V, 2=1.5V) Fig.24 IOUT-Frequency (=1.5V) Frequency [khz] 720 700 680 660 640 620 600 =3.3V 0 1 2 3 IOUT [A] =7.5V =12V =15V Fig.25 IOUT-Frequency (=3.3V) 11/18
外 付 け 部 品 の 選 定 1. コイル(L)の 選 定 ΔIL コイルの 値 は 出 力 リップル 電 流 に 大 きく 影 響 します 式 (3)のようにコイルが 大 きいほど また スイッチング 周 波 数 が 高 いほどリップル 電 流 は 小 さくなります ( -) ΔIL= [A] (3) L f HG SW LG IL L Co 出 力 リップル 電 流 の 適 当 な 設 定 値 は 最 大 出 力 電 流 の 30% 程 度 です ΔIL=0.3 IOUTmax. [A] (4) ( -) L= [H] (5) ΔIL f (ΔIL: 出 力 リップル 電 流 f:スイッチング 周 波 数 ) 出 力 リップル 電 流 コイルの 定 格 電 流 値 を 越 える 電 流 をコイルに 流 しますと コイルが 磁 気 飽 和 を 起 こし 効 率 が 低 下 します ピーク 電 流 がコイルの 定 格 電 流 値 を 超 えないよう 充 分 なマージンを 持 って 選 定 してください コイルでの 損 失 を 少 なくし 効 率 をよくするため 抵 抗 成 分 (DCR, ACR)の 低 いコイルを 選 定 してください 2. 出 力 コンデンサ(COUT)の 選 定 HG SW L ESR 負 荷 LG ESL 出 力 コンデンサ COUT CEXT 出 力 コンデンサは 負 荷 変 動 時 の 出 力 電 圧 変 動 や 出 力 電 圧 のリップル 電 圧 を 平 滑 化 するのに 大 きな 影 響 を 与 えます コンデンサの 容 量 や 等 価 直 列 抵 抗 等 価 直 列 インダクタンスを 考 慮 して 決 定 してください また コンデンサの 定 格 は 出 力 電 圧 に 対 して 充 分 なマージンを 持 って 選 定 してください 出 力 リップル 電 圧 は 式 (6)のように 決 定 されます Δ=ΔIL/(8 COUT f)+esr ΔIL +ESL ΔIL / ton (6) (ΔIL: 出 力 リップル 電 流 ESR: 等 価 直 列 抵 抗 ESL: 等 価 直 列 インダクタンス) また 出 力 の 立 ち 上 がり 時 間 は ソフトスタート 時 間 内 に 設 定 する 必 要 があるため 出 力 コンデンサの 容 量 は 式 (7)の 条 件 も 考 慮 してください 出 力 に 接 続 する 負 荷 側 にはパスコン 目 的 のコンデンサ 等 が 接 続 されます( 上 図 の CEXT) これらの 容 量 も 考 慮 して 出 力 コンデンサの 容 量 値 を 決 定 してください Co 1.3ms (ILIMIT-IOUT) (7) ILIMIT: 過 電 流 設 定 値 (BD95830MUV の 場 合 Min:3A です ) IOUT: 出 力 電 流 容 量 値 が 最 適 でないと 起 動 不 良 などが 発 生 する 可 能 性 もあります 3. 入 力 コンデンサ(CIN)の 選 定 HG SW LG L CIN Co 入 力 側 コンデンサの 選 定 におきましては 大 きな 過 渡 電 圧 を 防 止 するために リップル 電 流 に 充 分 対 応 できる 大 きさの 低 ESR 入 力 コンデンサである 必 要 が あります リップル 電 流 IRMS は 式 (8)で 与 えられます ( -) IRMS=IOUT =2 の 時 IRMS= IOUT 2 [A] (8) 入 力 コンデンサ また 入 力 コンデンサの ESR 損 失 を 少 なくし 効 率 をよくするためにも 低 ESR のコンデンサを 推 奨 します 12/18
4. 出 力 電 圧 設 定 出 力 電 圧 は REF VFB となるように IC は 動 作 します 実 際 の 出 力 電 圧 にはリップル 電 圧 の 平 均 値 が 上 乗 せされます 出 力 電 圧 は 出 力 電 圧 を 抵 抗 で 分 割 し その 抵 抗 分 割 値 を FB にフィードバックすることにより 動 作 します 出 力 電 圧 値 は 出 力 電 圧 = R1+R2 R2 REF +Δ [V] (9) REF = 0.8 (ON duty 0.1) [V] (10) ON duty = (11) (Δ は 式 (6)を 参 照 してください ) となります REF H 3 Reg TM CONTROLLA R Q S Driver Circuit 出 力 電 圧 ESR FB R1 R2 13/18
5. 出 力 電 圧 と Ton 時 間 の 関 係 BD95830MUV は 1ch 2ch 共 に 周 波 数 固 定 の 同 期 整 流 スイッチング 電 源 ですが 入 力 電 圧 と 出 力 電 圧 設 定 値 により ton 時 間 が 変 動 します 入 出 力 電 圧 設 定 と ton 時 間 の 関 係 は 以 下 の 式 により 決 定 します ton= 1.34µ+70n [ns] (12) 上 記 ton 時 間 よりアプリケーション 条 件 での 周 波 数 は Frequency = 1 ton [khz] (13) となります しかし 実 際 には 内 部 FET コイルで 発 生 する 導 通 損 失 やスイッチング 損 失 を 補 うために ON duty が 変 化 し それに 伴 い 周 波 数 も 変 動 するので 実 機 での 確 認 をお 願 いします 700 650 Frequency [khz] 600 550 500 450 400 1 2 3 4 5 [V] =8V =12V =15V 6. 出 力 電 流 と 周 波 数 の 関 係 BD95830MUV は ton 時 間 固 定 のスイッチングコントロールであるため 出 力 電 流 が 増 加 すると コイル MOSFET 出 力 コンデンサでのスイッチング 損 失 が 増 加 し 周 波 数 が 早 くなります コイル MOSFET の 損 失 はそれぞれ 1 コイルの 損 失 = IOUT 2 DCR 2 MOSFET(High Side)の 損 失 = IOUT 2 RON_high 3 MOSFET(Low Side)の 損 失 = IOUT 2 RON_low (1 - ) (DCR:コイルの 直 流 抵 抗 成 分 RON_high : High Side MOSFET の ON 抵 抗 RON_low : Low Side MOSFET の ON 抵 抗 ) T (=1/Freq) = IOUT ton IOUT + 1 + 2 + 3 (14) となります しかし 実 際 には レイアウトパターンの 寄 生 抵 抗 成 分 等 の 影 響 も 受 けるので 実 機 での 確 認 をお 願 いします 14/18
各 入 出 力 部 等 価 回 路 図 EN1, EN2 S S 500kΩ 50kΩ 500kΩ BOOT VCC FB1, FB2 1, 2 1, 2 BOOT1, BOOT2 SW1, SW2 BOOT SW SW 15/18
使 用 上 の 注 意 点 (1) 絶 対 最 大 定 格 について 印 加 電 圧 及 び 動 作 温 度 範 囲 などの 絶 対 最 大 定 格 を 超 えた 場 合 破 壊 の 可 能 性 があります 破 壊 した 場 合 ショート モードもしくはオープンモードなど 特 定 できませんので 絶 対 最 大 定 格 を 超 えるような 特 殊 モードが 想 定 される 場 合 ヒューズなど 物 理 的 な 安 全 対 策 を 施 すようお 願 い 致 します (2) 電 源 コネクタの 逆 接 続 について 電 源 コネクタの 逆 接 続 により IC が 破 壊 する 恐 れがあります 逆 接 破 壊 保 護 用 として 外 部 に 電 源 と IC の 電 源 端 子 間 及 びモータコイル 間 にダイオードを 入 れるなどの 対 策 を 施 してください (3) 電 源 ラインについて 電 源 ラインには 出 力 インピーダンスを 下 げるため 温 度 変 化 の 少 ない 低 ESR のコンデンサを 使 用 してください 入 力 に 使 用 する 電 源 の 特 性 基 板 の 配 線 パターンに 大 きく 依 存 するため ご 使 用 の 温 度 負 荷 範 囲 条 件 での 十 分 な 確 認 をお 願 いします (4) GND 電 位 について GND, PGND 端 子 の 電 位 はいかなる 動 作 状 態 においても 最 低 電 位 になるようにしてください (5) 熱 設 計 について 実 際 の 使 用 状 態 での 許 容 損 失 (Pd)を 考 え 十 分 マージンを 持 った 熱 設 計 を 行 ってください (6) 端 子 間 ショートと 誤 装 着 について プリント 基 板 に 取 り 付 ける 際 IC の 向 きや 位 置 ずれに 十 分 注 意 してください 誤 って 取 り 付 けた 場 合 IC が 破 壊 する 恐 れがあります また 出 力 間 や 出 力 と 電 源 GND 間 に 異 物 が 入 るなどしてショートした 場 合 についても 破 壊 の 可 能 性 があります (7) 強 電 界 中 での 動 作 について 強 電 界 中 のご 使 用 では 誤 動 作 をする 可 能 性 がありますのでご 注 意 ください (8) ASO 本 IC を 使 用 する 際 には 出 力 Tr が 絶 対 最 大 定 格 及 び ASO を 超 えないように 設 定 してください (9) 熱 遮 断 回 路 本 IC は 熱 遮 断 回 路 (TSD 回 路 )を 内 蔵 しています チップ 温 度 が 下 記 の 温 度 になると 出 力 ゲートドライバを Low 状 態 に します 熱 遮 断 回 路 は あくまでも 熱 的 暴 走 から IC を 遮 断 することを 目 的 とした 回 路 であり IC の 保 護 及 び 保 証 を 目 的 とはしておりません よって この 回 路 を 動 作 させて 以 降 の 連 続 使 用 及 び 動 作 を 前 提 とした 使 用 はしないでください TSD ON 温 度 [ ] (typ.) ヒステリシス 温 度 [ ] (typ.) BD95830MUV 175 15 (10) セット 基 板 での 検 査 について セット 基 板 での 検 査 時 に インピーダンスの 低 いピンにコンデンサを 接 続 する 場 合 は IC にストレスがかかる 恐 れが あるので 1 工 程 ごとに 必 ず 放 電 を 行 ってください また 静 電 気 対 策 として 組 み 立 て 工 程 にはアースを 施 し 運 搬 や 保 存 の 際 には 十 分 ご 注 意 ください また 検 査 工 程 までの 治 具 への 接 続 時 には 必 ず 電 源 を OFF にしてから 接 続 し 検 査 を 行 い 電 源 を OFF にしてから 取 りはずしてください 16/18
(11) IC 端 子 入 力 について 本 IC はモノリシック IC であり 各 素 子 間 に 素 子 分 離 のための P+アイソレーションと P 基 板 を 有 しています この P 層 と 各 素 子 の N 層 とで P-N 接 合 が 形 成 され 各 種 の 寄 生 素 子 が 構 成 されます 例 えば 下 図 のように 抵 抗 とトランジスタが 端 子 と 接 続 されている 場 合 抵 抗 では GND>( 端 子 A)の 時 トランジスタ(NPN)では GND>( 端 子 B)の 時 P-N 接 合 が 寄 生 ダイオードとして 動 作 します また トランジスタ(NPN)では GND>( 端 子 B)の 時 前 述 の 寄 生 ダイオードと 近 接 する 他 の 素 子 の N 層 によって 寄 生 の NPN トランジスタが 動 作 します IC の 構 造 上 寄 生 素 子 は 電 位 関 係 によって 必 然 的 にできます 寄 生 素 子 が 動 作 することにより 回 路 動 作 の 干 渉 を 引 き 起 こし 誤 動 作 ひいては 破 壊 の 原 因 ともなり 得 ます したがって 入 力 端 子 に GND(P 基 板 )より 低 い 電 圧 を 印 加 す るなど 寄 生 素 子 が 動 作 するような 使 い 方 をしないよう 十 分 に 注 意 してください 抵 抗 トランジスタ(NPN) 端 子 A 端 子 A 端 子 B C B E 端 子 B N N P + P P + N 寄 生 素 子 N N P + N P P + N B C E 寄 生 素 子 GND P 基 板 寄 生 素 子 GND P 基 板 GND 近 傍 する 他 の 素 子 寄 生 素 子 GND IC の 簡 易 構 造 例 (12) アース 配 線 パターンについて 小 信 号 GND と 大 電 流 GND がある 場 合 大 電 流 GND パターンと 小 信 号 GND パターンは 分 離 し パターン 配 線 の 抵 抗 分 と 大 電 流 による 電 圧 変 化 が 小 信 号 GND の 電 圧 を 変 化 させないように セットの 基 準 点 で 一 点 アースすることを 推 奨 します 外 付 け 部 品 の GND 配 線 パターンも 変 動 しないように 注 意 してください 熱 軽 減 特 性 (VQFN032V5050) 5.5 許 容 損 失 :Pd [W] 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 44.56W 33.26W 1IC 単 体 時 θj-a=328.9 /W 21 層 基 板 ( 表 層 放 熱 銅 箔 20.2mm 2 ) θj-a=142.0 /W 34 層 基 板 ( 表 裏 層 放 熱 銅 箔 20.2mm 2, 2,3 層 放 熱 銅 箔 5505mm 2 ) θj-a=38.3 /W 24 層 基 板 ( 全 層 放 熱 銅 箔 5505mm 2 ) θj-a=27.4 /W 2.0 1.5 1.0 20.88W 0.5 10.38W 0 0 20 40 60 80 100 120 周 囲 温 度 :Ta [ ] 140 17/18
発 注 形 名 セレクション B D 9 5 8 3 0 M U V - E 2 ローム 形 名 品 番 パッケージ MUV : VQFN032V5050 包 装 フォーミング 仕 様 E2: リール 状 エンボステーピング VQFN032V5050 5.0±0.1 5.0±0.1 1.0MAX 0.08 S 3.4±0.1 C0.2 1 8 32 9 0.4±0.1 25 24 0.75 0.5 1PIN MARK 16 17 0.02-0.02 +0.03 3.4±0.1 0.25 +0.05-0.04 (0.22) S (Unit : mm) 18/18
Datasheet ご 注 意 ローム 製 品 取 扱 い 上 の 注 意 事 項 1. 本 製 品 は 一 般 的 な 電 子 機 器 (AV 機 器 OA 機 器 通 信 機 器 家 電 製 品 アミューズメント 機 器 等 )への 使 用 を 意 図 して 設 計 製 造 されております 従 いまして 極 めて 高 度 な 信 頼 性 が 要 求 され その 故 障 や 誤 動 作 が 人 の 生 命 身 体 への 危 険 若 しくは 損 害 又 はその 他 の 重 大 な 損 害 の 発 生 に 関 わるような 機 器 又 は 装 置 ( 医 療 機 器 (Note 1) 輸 送 機 器 交 通 機 器 航 空 宇 宙 機 器 原 子 力 制 御 装 置 燃 料 制 御 カーアクセサリを 含 む 車 載 機 器 各 種 安 全 装 置 等 )( 以 下 特 定 用 途 という)への 本 製 品 のご 使 用 を 検 討 される 際 は 事 前 にローム 営 業 窓 口 までご 相 談 くださいますようお 願 い 致 し ます ロームの 文 書 による 事 前 の 承 諾 を 得 ることなく 特 定 用 途 に 本 製 品 を 使 用 したことによりお 客 様 又 は 第 三 者 に 生 じた 損 害 等 に 関 し ロームは 一 切 その 責 任 を 負 いません (Note 1) 特 定 用 途 となる 医 療 機 器 分 類 日 本 USA EU 中 国 CLASSⅢ CLASSⅡb CLASSⅢ Ⅲ 類 CLASSⅣ CLASSⅢ 2. 半 導 体 製 品 は 一 定 の 確 率 で 誤 動 作 や 故 障 が 生 じる 場 合 があります 万 が 一 かかる 誤 動 作 や 故 障 が 生 じた 場 合 で あっても 本 製 品 の 不 具 合 により 人 の 生 命 身 体 財 産 への 危 険 又 は 損 害 が 生 じないように お 客 様 の 責 任 において 次 の 例 に 示 すようなフェールセーフ 設 計 など 安 全 対 策 をお 願 い 致 します 1 保 護 回 路 及 び 保 護 装 置 を 設 けてシステムとしての 安 全 性 を 確 保 する 2 冗 長 回 路 等 を 設 けて 単 一 故 障 では 危 険 が 生 じないようにシステムとしての 安 全 を 確 保 する 3. 本 製 品 は 一 般 的 な 電 子 機 器 に 標 準 的 な 用 途 で 使 用 されることを 意 図 して 設 計 製 造 されており 下 記 に 例 示 するよう な 特 殊 環 境 での 使 用 を 配 慮 した 設 計 はなされておりません 従 いまして 下 記 のような 特 殊 環 境 での 本 製 品 のご 使 用 に 関 し ロームは 一 切 その 責 任 を 負 いません 本 製 品 を 下 記 のような 特 殊 環 境 でご 使 用 される 際 は お 客 様 におかれ まして 十 分 に 性 能 信 頼 性 等 をご 確 認 ください 1 水 油 薬 液 有 機 溶 剤 等 の 液 体 中 でのご 使 用 2 直 射 日 光 屋 外 暴 露 塵 埃 中 でのご 使 用 3 潮 風 Cl 2 H 2 S NH 3 SO 2 NO 2 等 の 腐 食 性 ガスの 多 い 場 所 でのご 使 用 4 静 電 気 や 電 磁 波 の 強 い 環 境 でのご 使 用 5 発 熱 部 品 に 近 接 した 取 付 け 及 び 当 製 品 に 近 接 してビニール 配 線 等 可 燃 物 を 配 置 する 場 合 6 本 製 品 を 樹 脂 等 で 封 止 コーティングしてのご 使 用 7はんだ 付 けの 後 に 洗 浄 を 行 わない 場 合 ( 無 洗 浄 タイプのフラックスを 使 用 された 場 合 も 残 渣 の 洗 浄 は 確 実 に 行 うことをお 薦 め 致 します) 又 ははんだ 付 け 後 のフラックス 洗 浄 に 水 又 は 水 溶 性 洗 浄 剤 をご 使 用 の 場 合 8 本 製 品 が 結 露 するような 場 所 でのご 使 用 4. 本 製 品 は 耐 放 射 線 設 計 はなされておりません 5. 本 製 品 単 体 品 の 評 価 では 予 測 できない 症 状 事 態 を 確 認 するためにも 本 製 品 のご 使 用 にあたってはお 客 様 製 品 に 実 装 された 状 態 での 評 価 及 び 確 認 をお 願 い 致 します 6. パルス 等 の 過 渡 的 な 負 荷 ( 短 時 間 での 大 きな 負 荷 )が 加 わる 場 合 は お 客 様 製 品 に 本 製 品 を 実 装 した 状 態 で 必 ず その 評 価 及 び 確 認 の 実 施 をお 願 い 致 します また 定 常 時 での 負 荷 条 件 において 定 格 電 力 以 上 の 負 荷 を 印 加 されますと 本 製 品 の 性 能 又 は 信 頼 性 が 損 なわれるおそれがあるため 必 ず 定 格 電 力 以 下 でご 使 用 ください 7. 許 容 損 失 (Pd)は 周 囲 温 度 (Ta)に 合 わせてディレーティングしてください また 密 閉 された 環 境 下 でご 使 用 の 場 合 は 必 ず 温 度 測 定 を 行 い ディレーティングカーブ 範 囲 内 であることをご 確 認 ください 8. 使 用 温 度 は 納 入 仕 様 書 に 記 載 の 温 度 範 囲 内 であることをご 確 認 ください 9. 本 資 料 の 記 載 内 容 を 逸 脱 して 本 製 品 をご 使 用 されたことによって 生 じた 不 具 合 故 障 及 び 事 故 に 関 し ロームは 一 切 その 責 任 を 負 いません 実 装 及 び 基 板 設 計 上 の 注 意 事 項 1. ハロゲン 系 ( 塩 素 系 臭 素 系 等 )の 活 性 度 の 高 いフラックスを 使 用 する 場 合 フラックスの 残 渣 により 本 製 品 の 性 能 又 は 信 頼 性 への 影 響 が 考 えられますので 事 前 にお 客 様 にてご 確 認 ください 2. はんだ 付 けはリフローはんだを 原 則 とさせて 頂 きます なお フロー 方 法 でのご 使 用 につきましては 別 途 ロームまで お 問 い 合 わせください 詳 細 な 実 装 及 び 基 板 設 計 上 の 注 意 事 項 につきましては 別 途 ロームの 実 装 仕 様 書 をご 確 認 ください Notice - GE 2014 ROHM Co., Ltd. All rights reserved. Rev.002
Datasheet 応 用 回 路 外 付 け 回 路 等 に 関 する 注 意 事 項 1. 本 製 品 の 外 付 け 回 路 定 数 を 変 更 してご 使 用 になる 際 は 静 特 性 のみならず 過 渡 特 性 も 含 め 外 付 け 部 品 及 び 本 製 品 の バラツキ 等 を 考 慮 して 十 分 なマージンをみて 決 定 してください 2. 本 資 料 に 記 載 された 応 用 回 路 例 やその 定 数 などの 情 報 は 本 製 品 の 標 準 的 な 動 作 や 使 い 方 を 説 明 するためのもので 実 際 に 使 用 する 機 器 での 動 作 を 保 証 するものではありません 従 いまして お 客 様 の 機 器 の 設 計 において 回 路 や その 定 数 及 びこれらに 関 連 する 情 報 を 使 用 する 場 合 には 外 部 諸 条 件 を 考 慮 し お 客 様 の 判 断 と 責 任 において 行 って ください これらの 使 用 に 起 因 しお 客 様 又 は 第 三 者 に 生 じた 損 害 に 関 し ロームは 一 切 その 責 任 を 負 いません 静 電 気 に 対 する 注 意 事 項 本 製 品 は 静 電 気 に 対 して 敏 感 な 製 品 であり 静 電 放 電 等 により 破 壊 することがあります 取 り 扱 い 時 や 工 程 での 実 装 時 保 管 時 において 静 電 気 対 策 を 実 施 の 上 絶 対 最 大 定 格 以 上 の 過 電 圧 等 が 印 加 されないようにご 使 用 ください 特 に 乾 燥 環 境 下 では 静 電 気 が 発 生 しやすくなるため 十 分 な 静 電 対 策 を 実 施 ください ( 人 体 及 び 設 備 のアース 帯 電 物 からの 隔 離 イオナイザの 設 置 摩 擦 防 止 温 湿 度 管 理 はんだごてのこて 先 のアース 等 ) 保 管 運 搬 上 の 注 意 事 項 1. 本 製 品 を 下 記 の 環 境 又 は 条 件 で 保 管 されますと 性 能 劣 化 やはんだ 付 け 性 等 の 性 能 に 影 響 を 与 えるおそれがあります のでこのような 環 境 及 び 条 件 での 保 管 は 避 けてください 1 潮 風 Cl 2 H 2 S NH 3 SO 2 NO 2 等 の 腐 食 性 ガスの 多 い 場 所 での 保 管 2 推 奨 温 度 湿 度 以 外 での 保 管 3 直 射 日 光 や 結 露 する 場 所 での 保 管 4 強 い 静 電 気 が 発 生 している 場 所 での 保 管 2. ロームの 推 奨 保 管 条 件 下 におきましても 推 奨 保 管 期 限 を 経 過 した 製 品 は はんだ 付 け 性 に 影 響 を 与 える 可 能 性 が あります 推 奨 保 管 期 限 を 経 過 した 製 品 は はんだ 付 け 性 を 確 認 した 上 でご 使 用 頂 くことを 推 奨 します 3. 本 製 品 の 運 搬 保 管 の 際 は 梱 包 箱 を 正 しい 向 き( 梱 包 箱 に 表 示 されている 天 面 方 向 )で 取 り 扱 いください 天 面 方 向 が 遵 守 されずに 梱 包 箱 を 落 下 させた 場 合 製 品 端 子 に 過 度 なストレスが 印 加 され 端 子 曲 がり 等 の 不 具 合 が 発 生 する 危 険 があります 4. 防 湿 梱 包 を 開 封 した 後 は 規 定 時 間 内 にご 使 用 ください 規 定 時 間 を 経 過 した 場 合 はベーク 処 置 を 行 った 上 でご 使 用 ください 製 品 ラベルに 関 する 注 意 事 項 本 製 品 に 貼 付 されている 製 品 ラベルに QR コードが 印 字 されていますが QR コードはロームの 社 内 管 理 のみを 目 的 と したものです 製 品 廃 棄 上 の 注 意 事 項 本 製 品 を 廃 棄 する 際 は 専 門 の 産 業 廃 棄 物 処 理 業 者 にて 適 切 な 処 置 をしてください 外 国 為 替 及 び 外 国 貿 易 法 に 関 する 注 意 事 項 本 製 品 は 外 国 為 替 及 び 外 国 貿 易 法 に 定 める 規 制 貨 物 等 に 該 当 するおそれがありますので 輸 出 する 場 合 には ロームに お 問 い 合 わせください 知 的 財 産 権 に 関 する 注 意 事 項 1. 本 資 料 に 記 載 された 本 製 品 に 関 する 応 用 回 路 例 情 報 及 び 諸 データは あくまでも 一 例 を 示 すものであり これらに 関 する 第 三 者 の 知 的 財 産 権 及 びその 他 の 権 利 について 権 利 侵 害 がないことを 保 証 するものではありません 従 いまして 上 記 第 三 者 の 知 的 財 産 権 侵 害 の 責 任 及 び 本 製 品 の 使 用 により 発 生 するその 他 の 責 任 に 関 し ロームは 一 切 その 責 任 を 負 いません 2. ロームは 本 製 品 又 は 本 資 料 に 記 載 された 情 報 について ローム 若 しくは 第 三 者 が 所 有 又 は 管 理 している 知 的 財 産 権 その 他 の 権 利 の 実 施 又 は 利 用 を 明 示 的 にも 黙 示 的 にも お 客 様 に 許 諾 するものではありません その 他 の 注 意 事 項 1. 本 資 料 の 全 部 又 は 一 部 をロームの 文 書 による 事 前 の 承 諾 を 得 ることなく 転 載 又 は 複 製 することを 固 くお 断 り 致 します 2. 本 製 品 をロームの 文 書 による 事 前 の 承 諾 を 得 ることなく 分 解 改 造 改 変 複 製 等 しないでください 3. 本 製 品 又 は 本 資 料 に 記 載 された 技 術 情 報 を 大 量 破 壊 兵 器 の 開 発 等 の 目 的 軍 事 利 用 あるいはその 他 軍 事 用 途 目 的 で 使 用 しないでください 4. 本 資 料 に 記 載 されている 社 名 及 び 製 品 名 等 の 固 有 名 詞 は ローム ローム 関 係 会 社 若 しくは 第 三 者 の 商 標 又 は 登 録 商 標 です Notice - GE 2014 ROHM Co., Ltd. All rights reserved. Rev.002
Datasheet 一 般 的 な 注 意 事 項 1. 本 製 品 をご 使 用 になる 前 に 本 資 料 をよく 読 み その 内 容 を 十 分 に 理 解 されるようお 願 い 致 します 本 資 料 に 記 載 される 注 意 事 項 に 反 して 本 製 品 をご 使 用 されたことによって 生 じた 不 具 合 故 障 及 び 事 故 に 関 し ロームは 一 切 その 責 任 を 負 いませんのでご 注 意 願 います 2. 本 資 料 に 記 載 の 内 容 は 本 資 料 発 行 時 点 のものであり 予 告 なく 変 更 することがあります 本 製 品 のご 購 入 及 び ご 使 用 に 際 しては 事 前 にローム 営 業 窓 口 で 最 新 の 情 報 をご 確 認 ください 3. ロームは 本 資 料 に 記 載 されている 情 報 は 誤 りがないことを 保 証 するものではありません 万 が 一 本 資 料 に 記 載 された 情 報 の 誤 りによりお 客 様 又 は 第 三 者 に 損 害 が 生 じた 場 合 においても ロームは 一 切 その 責 任 を 負 いません Notice WE 2014 ROHM Co., Ltd. All rights reserved. Rev.001