LTC3586-2/LTC3586-3 - 昇圧、昇降圧、2回路入り

LTC3586-2/LTC3586-3
昇圧、昇降圧、2 回路入り降圧
コンバータを備えた
高効率 USB パワーマネージャ
特長
概要
パワー・マネージャ
n Bat-Track ™適応出力制御と瞬時導通動作を備えた高効
率スイッチング PowerPath ™コントローラ
n USBまたは ACアダプタの電流制限をプログラム可能
(100mA/500mA/1A)
n フロート電圧が4.2V
(LTC3586-2)
または4.1V
(LTC3586-3)
で最大充電電流が 1.5A の機能満載のリチウムイオン/ ポ
リマー ・ バッテリ・ チャージャ
n 内蔵の180mΩ理想ダイオードと外付けの理想ダイオード・
コントローラによりバッテリ・モードで負荷に給電
n BATから給電した場合の無負荷時静止電流:<30µA
LTC®3586-2/LTC3586-3は、リチウムイオン/ポリマー ・バッテリ・
アプリケーション向けの高度に集積されたパワーマネージメント
およびバッテリ・チャージャ・デバイスです。このデバイスは、負荷
の優先順位付けを自動的に行う機能を備えた電流制限付き高
効率スイッチング PowerPathマネージャ、バッテリ・チャージャ、理
想ダイオード、4 個の同期整流式スイッチング ・レギュレータ
(降
圧 2 個、昇降圧 1 個、昇圧 1 個)を内蔵しています。LTC3586-2/
LTC3586-3のスイッチング・パワーマネージャは、特にUSBアプ
リケーション向けに設計されており、USBアプリケーションの場
合は入力電流を100mAまたは500mAに、ACアダプタ電源アプ
リケーションの場合は入力電流を1Aに制限します。
DC/DCコンバータ
デュアル高効率降圧 DC/DCコンバータ
(IOUT:400mA)
n 高効率昇降圧 DC/DCコンバータ
(IOUT:1A)
n 高効率昇圧 DC/DCコンバータ
(IOUT:800mA)
n DC/DC FAULT 出力
n 小型
(4mm×6mm)38ピンQFN パッケージ
リニア・チャージャと異なり、LTC3586-2/LTC3586-3のスイッ
チング・アーキテクチャでは、USBポートから得られる電力の
ほとんどすべてを負荷に供給するとともに、損失と発熱を最
小限に抑えます。これにより、狭い場所での熱的な制約が緩
和されます。2 個の降圧レギュレータはそれぞれ最大 400mA、
昇降圧レギュレータは1A、昇圧レギュレータは800mA 以上
を供給できます。
アプリケーション
LTC3586-2/LTC3586-3は、高さの低い
(0.75mm)4mm 6mm
の38ピンQFN パッケージで供給されます。
n
n
n
携帯型医療用 / 産業用機器
その他のUSB ベースのハンドヘルド製品
L、LT、LTC、LTM、Burst Mode、Linear Technologyおよび Linearのロゴはリニアテクノロジー
社の登録商標です。PowerPathおよび Bat-Trackはリニアテクノロジー社の商標です。その他す
べての商標の所有権は、それぞれの所有者に帰属します。6522118、6404251を含む米国特許
によって保護されています。
標準的応用例
2 回路入り降圧、昇降圧、昇圧コンバータを備えた高効率 PowerPathマネージャ
CURRENT
CONTROL
700
CC/CV
BATTERY
CHARGER
OPTIONAL
0V
CHARGE
T
LTC3586-2/LTC3586-3
+
3.3V/20mA
4
HIGH EFFICIENCY
BUCK-BOOST
MODE
ILIM
DUAL HIGH EFFICIENCY
BUCKS
1
2
3
2.5V to 3.3V/1A
2
HIGH EFFICIENCY
BOOST
RTC/LOW
POWER LOGIC
0.8V TO 3.6V/400mA
0.8V TO 3.6V/400mA
5V/800mA
4
FAULT
BATTERY CHARGE CURRENT
600
Li-Ion
ALWAYS ON LDO
EN
バッテリ充電電流とバッテリ
電圧(LTC3586-2)
TO OTHER
LOADS
USB COMPLIANT
STEP-DOWN
REGULATOR
MEMORY/
CORE µP
I/O
SYSTEM
CHARGE CURRENT (mA)
USB/WALL
4.5V TO 5.5V
EXTRA CURRENT
FOR FASTER CHARGING
500
500mA USB CURRENT LIMIT
400
300
200
100
0
VBUS = 5V
5x MODE
BATTERY CHARGER PROGRAMMED FOR 1A
2.8
3
3.2 3.4 3.6
3.8
BATTERY VOLTAGE (V)
4
4.2
358623 TA01b
AUDIO/
MOTOR
358623 TA01
358623f
1
LTC3586-2/LTC3586-3
ピン配置
VBUS
(過渡時)t < 1ms、
デューティ・サイクル < 1% ......................................–0.3V ~ 7V
VIN1、VIN2、VIN3、VIN4、VBUS(静止時)、
BAT、NTC、CHRG、FAULT、ILIM0、ILIM1、
BAT
EN4
VOUT
VBUS
VBUS
SW
FAULT
TOP VIEW
38 37 36 35 34 33 32
EN3、EN4、MODE、FB4、VOUT4 ................................–0.3V ~ 6V
FB1....................... –0.3V ~ 6Vまたは
(VIN1 +0.3V)
の小さい方
FB2....................... –0.3V ~ 6Vまたは
(VIN2 +0.3V)
の小さい方
FB3、VC3 .............. –0.3V ~ 6Vまたは
(VIN3 +0.3V)
の小さい方
EN1、EN2 ...................................................... –0.3V ~ 6Vまたは
Max(VBUS、VOUT、BAT)
+0.3Vの小さい方
ICLPROG ................................................................................ 3mA
IFAULT、ICHRG ...................................................................... 50mA
IPROG .................................................................................... 2mA
ILDO3V3 ............................................................................... 30mA
ISW1、ISW2 ........................................................................ 600mA
ISW、IBAT、IVOUT ....................................................................... 2A
ISWAB3、ISWCD3、ISW4、IVOUT3 ............................................... 2.5A
動作温度範囲(Note 2)....................................... –40°C ~ 85°C
接合部温度(Note 3)........................................................125°C
保存温度範囲................................................... –65°C ~ 125°C
ILIM0 1
31 GATE
ILIM1 2
30 CHRG
LDO3V3 3
29 PROG
CLPROG 4
28 FB1
NTC 5
27 VIN1
VOUT4 6
26 SW1
39
GND
VOUT4 7
25 SW2
SW4 8
24 VIN2
MODE 9
23 FB2
FB4 10
22 VIN4
FB3 11
21 EN1
20 EN2
VC3 12
SWCD3
EN3
VOUT3
VOUT3
SWAB3
13 14 15 16 17 18 19
VIN3
(Note 1、5)
VIN3
絶対最大定格
UFE PACKAGE
38-LEAD (4mm × 6mm) PLASTIC QFN
TJMAX = 125°C, θJA = 38.7°C/W
EXPOSED PAD (PIN 39) IS GND, MUST BE SOLDERED TO PCB
発注情報
無鉛仕上げ
テープアンドリール
製品マーキング
パッケージ
温度範囲
LTC3586EUFE-2#PBF
LTC3586EUFE-2#TRPBF
35862
38ピン(4mm × 6mm)
プラスチックQFN
–40°C ~ 85°C
LTC3586EUFE-3#PBF
LTC3586EUFE-3#TRPBF
35863
38ピン(4mm × 6mm)
プラスチックQFN
–40°C ~ 85°C
更に広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。
非標準の鉛仕上げの製品の詳細については、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。
無鉛仕上げの製品マーキングの詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/をご覧ください。
テープアンドリールの仕様の詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/をご覧ください。
Ltc3586 製品オプション
昇圧過電圧しきい値
(VOV4)
昇圧過電圧ヒステリシス
(∆ VOV4)
5.3V
300mV
ラッチ付き双方向
5.3V
300mV
4.2V
出力のみ、ラッチなし
5.5V
100mV
4.1V
出力のみ、ラッチなし
5.5V
100mV
オプション
フロート電圧(VFLOAT)
LTC3586
4.2V
ラッチ付き双方向
LTC3586-1
4.1V
LTC3586-2
LTC3586-3
FAULTピン機能
358623f
2
LTC3586-2/LTC3586-3
電気的特性
l は全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。注記がない限り、VBUS = 5V、BAT = 3.8V、
VIN1 = VIN2 = VIN3 = VIN4 = VOUT3 = 3.8V、VOUT4 = 5V、RPROG = 1k、RCLPROG = 3.01k。
SYMBOL
PARAMETER
CONDITIONS
MIN
TYP
MAX
UNITS
5.5
V
PowerPath Switching Regulator
VBUS
Input Supply Voltage
4.35
IBUSLIM
Total Input Current
IVBUSQ
VBUS Quiescent Current
hCLPROG (Note 4)
Ratio of Measured VBUS Current to
CLPROG Program Current
IOUT(POWERPATH)
VOUT Current Available Before Loading
BAT
1x Mode, BAT = 3.3V
5x Mode, BAT = 3.3V
10x Mode, BAT = 3.3V
Suspend Mode
135
672
1251
0.32
mA
mA
mA
mA
VCLPROG
CLPROG Servo Voltage in Current Limit
1x, 5x, 10x Modes
Suspend Mode
1.188
100
V
mV
VUVLO_VBUS
VBUS Undervoltage Lockout
Rising Threshold
Falling Threshold
VUVLO_VBUS-BAT
VBUS to BAT Differential Undervoltage
Lockout
Rising Threshold
Falling Threshold
VOUT
VOUT Voltage
1x, 5x, 10x Modes, 0V < BAT < 4.2V,
IVOUT = 0mA, Battery Charger Off
3.5
USB Suspend Mode, IVOUT = 250µA
fOSC
Switching Frequency
1x Mode, VOUT = BAT
5x Mode, VOUT = BAT
10x Mode, VOUT = BAT
Suspend Mode, VOUT = BAT
1x Mode, IVOUT = 0mA
5x Mode, IVOUT = 0mA
10x Mode, IVOUT = 0mA
Suspend Mode, IVOUT = 0mA
1x Mode
5x Mode
10x Mode
Suspend Mode
l
l
l
l
87
436
800
0.31
3.95
1x, 5x Modes
10x Mode
Battery Charger
VFLOAT
BAT Regulated Output Voltage
LTC3586-2
LTC3586-2
LTC3586-3
LTC3586-3
RPROG = 1k
RPROG = 5k
4.35
l
l
mA
mA
mA
mA
mA
mA
mA
mA
mA/mA
mA/mA
mA/mA
mA/mA
V
V
mV
mV
BAT + 0.3
4.7
4.5
4.6
4.7
V
1.8
2.25
2.7
MHz
RNMOS_POWERPATH NMOS On-Resistance
Peak Switch Current Limit (Note 5)
4.30
4.00
100
500
1000
0.50
200
50
RPMOS_POWERPATH PMOS On-Resistance
IPEAK_POWERPATH
95
460
860
0.38
7
15
15
0.044
224
1133
2140
9.3
V
0.18
Ω
0.30
Ω
2
3
A
A
4.179
4.165
4.079
4.065
980
185
4.200
4.200
4.100
4.100
1022
204
4.221
4.235
4.121
4.135
1065
223
V
V
V
V
mA
mA
2
3.5
29
5
41
µA
µA
ICHG
Constant-Current Mode Charge Current
IBAT
Battery Drain Current
VPROG
PROG Pin Servo Voltage
1.000
V
VPROG_TRKL
PROG Pin Servo Voltage in Trickle Charge BAT < VTRKL
0.100
V
VC/10
C/10 Threshold Voltage at PROG
100
mV
hPROG
Ratio of IBAT to PROG Pin Current
1022
mA/mA
ITRKL
Trickle Charge Current
100
mA
VBUS > VUVLO, IVOUT = 0µA
VBUS = 0V, IVOUT = 0µA (Ideal Diode Mode)
BAT < VTRKL
358623f
3
LTC3586-2/LTC3586-3
電気的特性
l は全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。注記がない限り、VBUS = 5V、BAT = 3.8V、
VIN1 = VIN2 = VIN3 = VIN4 = VOUT3 = 3.8V、VOUT4 = 5V、RPROG = 1k, RCLPROG = 3.01k。
SYMBOL
PARAMETER
CONDITIONS
MIN
TYP
MAX
UNITS
VTRKL
Trickle Charge Threshold Voltage
BAT Rising
2.7
2.85
3.0
V
∆ VTRKL
Trickle Charge Hysteresis Voltage
130
mV
VRECHRG
Recharge Battery Threshold Voltage
Threshold Voltage Relative to VFLOAT
–75
–100
–125
mV
tTERM
Safety Timer Termination
Timer Starts When BAT = VFLOAT
3.3
4
5
Hour
tBADBAT
Bad Battery Termination Time
BAT < VTRKL
0.42
0.5
0.63
Hour
hC/10
End-of-Charge Indication Current Ratio
(Note 6)
0.088
0.1
0.112
mA/mA
VCHRG
CHRG Pin Output Low Voltage
ICHRG = 5mA
65
100
mV
VCHRG = 5V
1
µA
ICHRG
CHRG Pin Leakage Current
RON_CHG
Battery Charger Power FET
On-Resistance (Between VOUT and BAT)
0.18
Ω
TLIM
Junction Temperature in Constant
Temperature Mode
110
°C
NTC
VCOLD
Cold Temperature Fault Threshold Voltage Rising Threshold
Hysteresis
75.0
76.5
1.5
78.0
%VBUS
%VBUS
VHOT
Hot Temperature Fault Threshold Voltage Falling Threshold
Hysteresis
33.4
34.9
1.73
36.4
%VBUS
%VBUS
VDIS
NTC Disable Threshold Voltage
Falling Threshold
Hysteresis
0.7
1.7
50
2.7
%VBUS
mV
INTC
NTC Leakage Current
VNTC = VBUS = 5V
–50
50
nA
VFWD
Forward Voltage
VBUS = 0V, IVOUT = 10mA
IVOUT = 10mA
RDROPOUT
Internal Diode On-Resistance, Dropout
VBUS = 0V
IMAX_DIODE
Internal Diode Current Limit
Ideal Diode
2
15
mV
mV
0.18
Ω
1.6
A
Always On 3.3V Supply
VLDO3V3
Regulated Output Voltage
RCL_LDO3V3
Closed-Loop Output Resistance
0mA < ILDO3V3 < 20mA
3.1
3.3
4
3.5
Ω
V
ROL_LDO3V3
Dropout Output Resistance
23
Ω
Logic Input (EN1, EN2, EN3, EN4, MODE, ILIM0, ILIM1)
VIL
Logic Low Input Voltage
VIH
Logic High Input Voltage
IPD
Pull-Down Current
0.4
1.2
V
V
µA
1
FAULT Output
VFAULT
FAULT Pin Output Low Voltage
FAULT Delay
FBx Voltage Threshold
for FAULT (x = 1, 2, 3, 4)
IFAULT = 5mA
65
100
mV
14
ms
0.736
V
358623f
4
LTC3586-2/LTC3586-3
電気的特性
l は全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。注記がない限り、VBUS = 5V、BAT = 3.8V、
VIN1 = VIN2 = VIN3 = VIN4 = VOUT3 = 3.8V、VOUT4 = 5V、RPROG = 1k, RCLPROG = 3.01k。
SYMBOL
PARAMETER
CONDITIONS
MIN
TYP
MAX
UNITS
5.5
V
VIN1,2,3,4 Connected to VOUT Through
Low Impedance.Switching Regulators
are Disabled in UVLO
2.5
2.6
2.8
2.9
V
V
1.8
2.25
2.7
MHz
50
nA
0.80
0.82
V
60
1
µA
µA
µA
1100
mA
Switching Regulators 1, 2, 3 and 4
VIN1,2,3,4
Input Supply Voltage
VOUTUVLO
VOUT UVLO—VOUT Falling
VOUT UVLO—VOUT Rising
fOSC
Oscillator Frequency
IFB1,2,3,4
FBx Input Current
VFB1,2,3,4
VFBx Servo Voltage
2.7
VFB1,2,3,4 = 0.85V
–50
l
0.78
Switching Regulators 1 and 2 (Buck)
IVIN1,2
Pulse-Skipping Mode Input Current
Burst Mode® Input Current
Shutdown Input Current
IVOUT1,2 = 0µA, (Note 7)
IVOUT1,2 = 0µA, (Note 7)
IVOUT1,2 = 0µA, (Note 7)
ILIM1,2
PMOS Switch Current Limit
Pulse-Skipping/Burst Mode Operation (Note 5)
RP1,2
PMOS RDS(ON)
0.6
Ω
RN1,2
NMOS RDS(ON)
0.7
Ω
D1,2
Maximum Duty Cycle
RSW1,2
SW1,2 Pull-Down in Shutdown
225
35
600
800
100
%
10
kΩ
Switching Regulator 3 (Buck-Boost)
IVIN3
Input Current
PWM Mode, IVOUT3 = 0µA
Burst Mode Operation, IVOUT3 = 0µA
Shutdown
220
13
0
400
20
1
µA
µA
µA
VOUT3(LOW)
Minimum Regulated Output Voltage
For Burst Mode Operation or PWM Mode
2.65
2.75
V
VOUT3(HIGH)
Maximum Regulated Output Voltage
5.5
5.6
V
ILIMF3
Forward Current Limit (Switch A)
PWM Mode (Note 5)
l
2
2.5
3
IPEAK3(BURST)
Forward Burst Current Limit (Switch A)
Burst Mode Operation
l
200
275
350
IZERO3(BURST)
Reverse Burst Current Limit (Switch D)
Burst Mode Operation
l
–30
0
30
IMAX3(BURST)
Maximum Deliverable Output Current in
Burst Mode Operation
2.7V ≤ VIN3 ≤ 5.5V, 2.75V ≤ VOUT3 ≤ 5.5V
(Note 8)
RDS(ON)P
PMOS RDS(ON)
Switches A, D
0.22
Ω
RDS(ON)N
NMOS RDS(ON)
Switches B, C
0.17
Ω
ILEAK(P)
PMOS Switch Leakage
Switches A, D
–1
1
µA
ILEAK(N)
NMOS Switch Leakage
Switches B, C
–1
1
µA
RVOUT3
VOUT3 Pull-Down in Shutdown
DBUCK(MAX)
Maximum Buck Duty Cycle
PWM Mode
DBOOST(MAX)
Maximum Boost Duty Cycle
PWM Mode
tSS3
Soft-Start Time
50
l
A
mA
mA
mA
10
kΩ
75
%
0.5
ms
100
%
358623f
5
LTC3586-2/LTC3586-3
電気的特性
l は全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。注記がない限り、VBUS = 5V、BAT = 3.8V、
VIN1 = VIN2 = VIN3 = VIN4 = VOUT3 = 3.8V、VOUT4 = 5V、RPROG = 1k, RCLPROG = 3.01k。
SYMBOL
PARAMETER
CONDITIONS
MIN
TYP
MAX
UNITS
Switching Regulator 4 (Boost)
IVIN4
Input Current
FB4 > 0.8V, IVOUT4 = 0µA
Shutdown, VOUT4 = 0V
180
µA
µA
1
IVOUT4
Q-Current Drawn from Boost Output
FB4 = 0V
ILIMF4
NMOS Switch Current Limit
(Note 5)
VOUT4
Output Voltage Adjust Range
VOV4
Overvoltage Shutdown
∆ VOV4
Overvoltage Shutdown Hysteresis
RDS(ON)P4
PMOS RDS(ON)
RDS(ON)N4
NMOS RDS(ON)
Main Switch
ILEAK(P)4
PMOS Switch Leakage
Synchronous Switch
–1
1
µA
ILEAK(N)4
NMOS Switch Leakage
Main Switch
–1
1
µA
RVOUT4
VOUT4 Pull-Down in Shutdown
10
DBOOST(MAX)
Maximum Boost Duty Cycle
91
tSS4
Soft-Start Time
2000
5.3
Synchronous Switch
Note 1:絶対最大定格に記載された値を超えるストレスはデバイスに永続的損傷を与える可
能性がある。長期にわたって絶対最大定格条件に曝すと、デバイスの信頼性と寿命に悪影響
を与えるおそれがある。
Note 2:LTC3586E-2/LTC3586E-3は0°C ~ 85°Cの温度範囲で性能仕様に適合することが保証
されている。–40°C ~ 85°Cの動作温度範囲での仕様は設計、特性評価および統計学的なプロ
セス・コントロールとの相関で確認されている。
Note 3:LTC3586E-2/LTC3586E-3には、短時間の過負荷状態の間デバイスを保護するための過
熱保護機能が備わっている。過熱保護機能がアクティブなとき接合部温度は125°Cを超える。
規定された最大動作接合部温度を超えた動作が継続すると、デバイスの信頼性を損なうお
それがある。
7.5
mA
2800
mA
5.5
5
V
5.7
V
0.1
V
0.25
Ω
Ω
0.17
kΩ
94
%
0.375
ms
Note 4:総入力電流は、静止電流 IVBUSQ と次の式で求められる測定電流の和である。
VCLPROG/RCLPROG • (hCLPROG + 1)
Note 5:この製品の電流制限機能は、短期的または断続的なフォルト状態からデバイスを保
護することを目的としている。規定された最大定格ピン電流を超えた動作が継続すると、デバ
イスの劣化または故障が生じるおそれがある。
Note 6:hC/10 は、規定されているPROG 抵抗を使用して設定されたフル充電電流に対する割合
として表される。
Note 7:レギュレータがスリープ状態であるようなレギュレーションを超えるFBx。仕様には
VINX に反映された抵抗分割器電流は含まれない。
Note 8:設計により保証されている。
358623f
6
LTC3586-2/LTC3586-3
(注記がない限り、TA = 25 C)
理想ダイオードの V-I 特性
0.20
0.6
INTERNAL IDEAL
DIODE ONLY
0.4
INTERNAL IDEAL DIODE
0.15
0.10
VBUS = 0V
VBUS = 5V
0
0.04
0.12
0.16
0.08
FORWARD VOLTAGE (V)
INTERNAL IDEAL DIODE
WITH SUPPLEMENTAL
EXTERNAL VISHAY
Si2333 PMOS
0
2.7
0.20
3.0
3.6
3.9
3.3
BATTERY VOLTAGE (V)
LTC3586-2
CHARGE CURRENT (mA)
125
300
LTC3586-3
100
5x USB SETTING,
BATTERY CHARGER SET FOR 1A
0
3.0
3.3
3.6
3.9
2.7
BATTERY VOLTAGE (V)
4.2
100
75
LTC3586-3
50
VBUS = 5V
RPROG = 1k
25 RCLPROG = 3k
1x USB SETTING,
BATTERY CHARGER SET FOR 1A
0
2.7
3.0
3.3
3.6
3.9
BATTERY VOLTAGE (V)
358623 G04
10
5
VBUS = 5V
(SUSPEND MODE, RCLPROG = 3.01k)
3.0
3.6
3.9
3.3
BATTERY VOLTAGE (V)
4.2
358623 G06
外部負荷なしのバッテリ充電効率と
バッテリ電圧(PBAT/PBUS)
1x MODE
5x, 10x MODE
90
80
EFFICIENCY (%)
EFFICIENCY (%)
15
0
2.7
4.2
VBUS = 0V
20
100
BAT = 3.8V
90
1000
IVOUT = 0µA
358623 G05
PowerPathスイッチング・
レギュレータの効率と出力電流
100
600
800
400
OUTPUT CURRENT (mA)
バッテリ流出電流とバッテリ電圧
25
LTC3586-2
VBUS = 5V
RPROG = 1k
RCLPROG = 3k
200
0
358623 G03
150
600
CHARGE CURRENT (mA)
3.25
4.2
USBで制限された
バッテリ充電電流とバッテリ電圧
700
200
BAT = 3.4V
3.75
358623 G02
USBで制限された
バッテリ充電電流とバッテリ電圧
400
4.00
3.50
358623 G01
500
VBUS = 5V
5x MODE
4.25
0.05
0.2
0
4.50
BAT = 4V
RESISTANCE (Ω)
0.8
CURRENT (A)
0.25
INTERNAL IDEAL DIODE
WITH SUPPLEMENTAL
EXTERNAL VISHAY
Si2333 PMOS
BATTERY DRAIN CURRENT (µA)
1.0
出力電圧と出力電流
(バッテリ・チャージャの
ディスエーブル時)
理想ダイオードの抵抗と
バッテリ電圧
OUTPUT VOLTAGE (V)
標準的性能特性
70
60
1x CHARGING EFFICIENCY
80
5x CHARGING EFFICIENCY
70
RCLPROG = 3.01k
RPROG = 1k
IVOUT = 0mA
50
40
0.01
0.1
OUTPUT CURRENT (A)
1
358623 G07
60
2.7
3
3.5
3.9
3.3
BATTERY VOLTAGE (V)
4.2
358623 G08
358623f
7
LTC3586-2/LTC3586-3
標準的性能特性
(注記がない限り、TA = 25 C)
出力電圧と出力電流
(サスペンド時)
VBUS 電流とVBUS 電圧
(サスペンド時)
45
VBUS 電流と出力電流
(サスペンド時)
5.0
0.5
4.5
0.4
VBUS = 5V
BAT = 3.3V
RCLPROG = 3.01k
30
25
20
15
10
VBUS CURRENT (mA)
35
OUTPUT VOLTAGE (V)
4.0
3.5
3.0
0
1
0
3
VBUS VOLTAGE (V)
4
2
2.5
5
0.1
0
0.3
0.4
0.2
OUTPUT CURRENT (mA)
358623 G09
BAT = 3.4V
BAT = 3.6V
BAT = 3V
BAT = 3.1V
BAT = 3.2V
BAT = 3.3V
0
5
4.21
4.20
THERMAL REGULATION
300
200
25
RPROG = 2k
10x MODE
0
–40 –20
0
20 40 60 80
TEMPERATURE (°C)
4.17
–40
–15
35
10
TEMPERATURE (°C)
60
85
358623 G14
発振器周波数と温度
2.6
BAT = 2.7V
IVOUT = 100mA
5x MODE
3.66
2.4
FREQUENCY (MHz)
OUTPUT VOLTAGE (V)
100 120
358623 G13
低バッテリ
(瞬時オン)
出力電圧と
温度
3.64
3.62
3.60
–40
4.19
4.18
358623 G12
3.68
0.5
バッテリ・チャージャの
フロート電圧と温度
400
100
15
20
10
OUTPUT CURRENT (mA)
0.3
0.4
0.2
OUTPUT CURRENT (mA)
500
3.0
2.6
0.1
0
358623 G11
600
BAT = 3.5V
3.2
2.8
0
バッテリ充電電流と温度
CHARGE CURRENT (mA)
OUTPUT VOLTAGE (V)
BAT = 3.9V, 4.2V
0.5
358623 G10
3.3V LDO の出力電圧と
出力電流、VBUS = 0V
3.4
0.2
0.1
VBUS = 5V
BAT = 3.3V
RCLPROG = 3.01k
5
0.3
FLOAT VOLTAGE (V)
VBUS QUIESCENT CURRENT (µA)
40
VBUS = 5V
BAT = 3.6V
VBUS = 0V
2.2
BAT = 3V
VBUS = 0V
2.0
BAT = 2.7V
VBUS = 0V
–15
35
10
TEMPERATURE (°C)
60
85
358623 G15
1.8
–40
–15
35
10
TEMPERATURE (°C)
60
85
358623 G16
358623f
8
LTC3586-2/LTC3586-3
標準的性能特性 (注記がない限り、TA = 25 C)
VBUS サスペンド時の
静止電流と温度
VBUS 静止電流と温度
70
5x MODE
12
9
1x MODE
6
3
–40
–15
35
10
TEMPERATURE (°C)
60
60
50
40
30
–40
85
100
IVOUT = 0µA
–15
35
10
TEMPERATURE (°C)
60
3.3V LDO のステップ応答
(5mA ∼ 15mA)
40
20
0
85
1
0
3
4
2
CHRG PIN VOLTAGE (V)
スイッチング・レギュレータ1および 2の
パルス・スキップ・モードの静止電流
358623 G20
QUIESCENT CURRENT (µA)
VLDO3V3
20mV/DIV
ACCOUPLED
40
325
BAT = 3.8V
VBUS = 0V
ALL REGULATORS OFF
30
20
10
0
–40
–15
35
10
TEMPERATURE (°C)
60
85
1.95
VIN1, 2 = 3.8V
300
1.90
VOUT1, 2 = 2.5V
(CONSTANT FREQUENCY)
275
250
1.80
225
200
–40
–15
35
10
TEMPERATURE (°C)
100
80
VOUT1, 2 = 1.2V
70
EFFICIENCY (%)
EFFICIENCY (%)
90
VOUT1, 2 = 2.5V
80
VOUT1, 2 = 1.8V
60
50
40
30
85
1.70
358623 G22
70
VOUT1, 2 = 2.5V
VOUT1, 2 = 1.2V
VOUT1, 2 = 1.8V
60
50
40
30
20
20
10
0
60
スイッチング・レギュレータ1 および 2
Burst Mode の効率
100
90
1.75
VOUT1, 2 = 1.25V
(PULSE SKIPPING)
358623 G21
スイッチング・レギュレータ1および 2
パルス・スキップ・モードの効率
1.85
INPUT CURRENT (mA)
0mA
BATTERY DRAIN CURRENT (µA)
ILDO3V3
5mA/DIV
5
358623 G19
バッテリ流出電流と温度
50
20µs/DIV
60
358623 G18
358623 G17
BAT = 3.8V
VBUS = 5V
BAT = 3.8V
80
CHRG PIN CURRENT (mA)
VBUS = 5V
IVOUT = 0µA
VBUS QUIESCENT CURRENT (µA)
VBUS QUIESCENT CURRENT (mA)
15
CHRGピンの電流と電圧
(プルダウン状態)
VIN1, 2 = 3.8V
1
10
100
OUTPUT CURRENT (mA)
1000
358623 G23
10
0
0.1
VIN1, 2 = 3.8V
1
10
100
OUTPUT CURRENT (mA)
1000
358623 G24
358623f
9
LTC3586-2/LTC3586-3
(注記がない限り、TA = 25 C)
スイッチング・レギュレータ1および 2の
負荷レギュレーション(VOUT1, 2 =1.2V)
Burst Mode
OPERATION
1.215
1.200
PULSE-SKIPPING
MODE
1.185
1.170
0.1
1
10
100
OUTPUT CURRENT (mA)
1000
1.823
2.56
VBUS = 3.8V
Burst Mode OPERATION
PULSE-SKIPPING MODE
1.800
1.778
1.755
0.1
1
10
100
OUTPUT CURRENT (mA)
90
50
PMOS RDS(ON) (Ω)
EFFICIENCY (%)
60
VIN3 = 3V
VIN3 = 3.6V
VIN3 = 4.5V
40
30
20
10
0
0.1
VOUT3 = 3.3V
TYPE 3 COMPENSATION
10
ILOAD (mA)
1
100
1000
0.40
2600
PMOS VIN3 = 3V
PMOS VIN3 = 3.6V
0.25
PMOS VIN3 = 4.5V
0.35
2550
0.20
0.30
2500
NMOS VIN3 = 3V
NMOS VIN3 = 3.6V
NMOS VIN3 = 4.5V
0.15
0.25
0.10
0.20
0.05
0.15
0
–55 –35 –15
0.10
5 25 45 65 85 105 125
TEMPERATURE (°C)
VIN3 = 4.5V
2450
2400
2350
2300
–55 –35 –15
5 25 45 65 85 105 125
TEMPERATURE (°C)
358623 G30
低 VIN3 での電流供給能力の減少
300
VIN3 = 4.5V
VIN1 = 3V
VIN3 = 3.6V
11.5
5 25 45 65 85 105 125
TEMPERATURE (°C)
358623 G31
REDUCTION BELOW 1A (mA)
IQ (µA)
VIN3 = 3V
358623 G29
12.0
11.0
–55 –35 –15
1000
VIN3 = 3.6V
14.0
12.5
1
10
100
OUTPUT CURRENT (mA)
昇降圧レギュレータの
順方向電流制限
昇降圧レギュレータの
Burst Mode 動作の静止電流
13.0
2.47
0.30
358623 G28
13.5
2.50
358623 G27
NMOS RDS(ON) (Ω)
70
PULSE-SKIPPING MODE
昇降圧レギュレータの RDS(ON)
100
PWM MODE
CURVES
2.53 Burst Mode OPERATION
358623 G26
昇降圧レギュレータの効率とILOAD
Burst Mode
OPERATION
CURVES
VIN3 = 3V
VIN3 = 3.6V
VIN3 = 4.5V
VBUS = 3.8V
2.44
0.1
1000
358623 G25
80
スイッチング・レギュレータ1および 2の
負荷レギュレーション(VOUT1, 2 =2.5V)
OUTPUT VOLTAGE (V)
1.845
VBUS = 3.8V
OUTPUT VOLTAGE (V)
OUTPUT VOLTAGE (V)
1.230
スイッチング・レギュレータ1および 2の
負荷レギュレーション(VOUT1, 2 =1.8V)
ILIMF (mA)
標準的性能特性
STEADY-STATE ILOAD
START-UP WITH A
RESISTIVE LOAD
START-UP WITH A
CURRENT SOURCE LOAD
250
200
150
100
50
0
VOUT3 = 3.3V
TYPE 3 COMPENSATION
2.7
3.1
3.5
3.9
VIN3 (V)
4.3
4.7
358623 G32
358623f
10
LTC3586-2/LTC3586-3
(注記がない限り、TA = 25 C)
昇降圧のステップ応答
昇圧の効率とVIN4
昇圧の効率(VIN4=3.8V)
100
VOUT4 = 5V
90
EFFICIENCY (%)
300mA
IVOUT3
200mA/DIV
0
70
0.5
EFFICIENCY
60
0.4
50
POWER LOSS
40
0.3
30
0.2
20
358623 G33
100µs/DIV
VIN3 = 3.8V
VOUT3 = 3.3V
80
70
60
10
1
100
IVOUT4 (mA)
1000
SYNCH
PMOS
OFF
50
40
30
20
0.1
10
0
90
0.6
80
POWER LOSS (W)
VOUT3
100mV/DIV
ACCOUPLED
100
0.7
EFFICIENCY (%)
標準的性能特性
IVOUT4 = 300mA
VOUT4 = 5V
10
0
2.6
0
3
3.4 3.8 4.2 4.6
INPUT VOLTAGE VIN4 (V)
358623 G23
4.995
2000
VIN4 = 2.7V
VOUT4 (V)
4.980
OUTPUT CURRENT IVOUT4 (mA)
2200
4.985
VIN4 = 4.5V
VIN4 = 3.8V
4.975
5.4
358623 G35
最大供給可能昇圧出力電流
昇圧出力電圧と温度
5.000
4.990
5
4.970
4.965
4.960
4.955
L = 2.2µH
VOUT4 = 4.9V (SET FOR 5V)
1800
1600
T = –45°C
1400
T = 90°C
1200
T = 25°C
1000
800
600
400
200
4.950
–45 –30 –15
0 15 30 45 60
TEMPERATURE (°C)
75
90
0
2.7
3
3.3
3.6
3.9
VIN4 (V)
358623 G36
最大昇圧デューティ・サイクルと
VIN4
4.2
4.5
358623 G37
昇圧のステップ応答
(50mA ∼ 300mA)
MAXIMUM DUTY CYCLE (%)
100
VOUT4
100mV/DIV
ACCOUPLED
95
T = 90°C
T = 25°C
90
T = –45°C
300mA
IVOUT4
125mA/DIV
50mA
85
80
2.7
3
3.3
3.6
3.9
VIN4 (V)
4.2
4.5
VIN4 = 3.8V
VOUT4 = 5V
L = 2.2µH
C = 10µF
50µs/DIV
358623 G39
358623 G38
358623f
11
LTC3586-2/LTC3586-3
ピン機能
ILIM0、ILIM1(ピン1、2)
:ロジック入力。ILIM0 およびILIM1 は、
PowerPathスイッチング・レギュレータの電流制限を制御します。
表 1を参照してください。
SW4(ピン8)
:
(昇圧)
スイッチング・レギュレータ4のスイッチ・
ノード。外付けインダクタによって、このピンとVIN4 が接続さ
れます。
表 1.USB 電流制限の設定
MODE(ピン9)
:デジタル入力。MODEピンは、スイッチング・レ
ギュレータの異なる動作モードを表 2に従って制御します。
(ILIM1)
0
0
(ILIM0)
0
1
1
1
0
1
USBの設定
1倍モード
(USB 100mAに制限)
10 倍モード
(ACアダプタ1Aに
制限)
サスペンド
5倍モード
(USB 500mAに制限)
LDO3V3(ピン3)
:3.3V LDOの出力ピン。このピンは安定化さ
れた常時オン3.3V 電源電圧を供給します。LDO3V3はVOUT
から電力を供給されます。この電源は、ウォッチドッグ・マイクロ
プロセッサやリアルタイム・クロックなどの軽負荷に使用すること
ができます。1µFのコンデンサをLDO3V3からグランドに接続す
る必要があります。LDO3V3出力を使用しない場合、VOUT に接
続することによってディスエーブルする必要があります。
CLPROG(ピン4)
:USB 電流制限設定およびモニタ用ピン。
CLPROG からグランドに接続された抵抗によって、VBUS ピン
から流出する電流の上限が決まります。PowerPathスイッチン
グ・レギュレータの同期スイッチがオンのとき、VBUS 電流の一
部が CLPROGピンに送られます。CLPROGピンが 1.188Vに
達するまで、スイッチング・レギュレータは電力を供給します。
ユーザー入力によっていくつかのVBUS 電流制限の設定を利
用できます。それらは一般に500mAと100mAのUSB 仕様に
対応します。
CLPROGでフィルタ処理を行うには、
積層セラミッ
ク平均化コンデンサが必要になります。
NTC(ピン5)
:サーミスタ・モニタ回路への入力。NTCピンは
バッテリのサーミスタに接続され、バッテリの温度が充電する
のに高すぎたり低すぎたりしないか判定します。バッテリの温
度が範囲外にある場合、バッテリ温度が有効範囲に戻るまで
充電が中断されます。低ドリフトのバイアス抵抗をVBUS から
NTCに接続し、サーミスタをNTC からグランドに接続する必
要があります。NTC 機能が不要な場合は、NTCピンを接地し
ます。
VOUT4
(ピン6、7)
:
(昇圧)
スイッチング・レギュレータ4の電源
出力。10µF MLCCコンデンサはピンにできるだけ近づけて配
置します。
表 2.スイッチング・レギュレータのモード
モード
0
1
レギュレーション・モード
降圧
昇降圧
昇圧
パルス・スキップ
PWM
パルス・スキップ
Burst
Burst
パルス・スキップ
FB4(ピン10)
:
(昇圧)
スイッチング・レギュレータ4の帰還入
力。
この制御ループが完全だと、
このピンの電圧は0.8Vにサー
ボ制御されます。
FB3(ピン11)
:
(昇降圧)
スイッチング・レギュレータ3の帰還
入力。レギュレータ3の制御ループが完全だと、このピンは
0.8Vにサーボ制御されます。
VC3(ピン12)
:エラーアンプの出力および
(昇降圧)
スイッチン
グ・レギュレータ3の電圧補償ノード。
(FB3 への)外付けのタ
イプ Iまたはタイプ IIIの補償部品はこのピンに接続します。昇
降圧ループ補償部品の選択については、
「アプリケーション情
報」
を参照してください。
SWAB3(ピン13)
:
(昇降圧)
スイッチング ・レギュレータ3のス
イッチ・ノード。内部パワー ・スイッチAおよび Bに接続されて
います。外付けインダクタによって、このノードとSWCD3 が接
続されます。
VIN3(ピン14、15)
:
(昇降圧)
スイッチング・レギュレータ3の電
源入力。これらのピンは通常、VOUT に接続されます。これらの
ピンには1µFのMLCCコンデンサを推奨します。
(ピン16、17)
:
(昇降圧)
スイッチング・レギュレータ3の
VOUT3
出力電圧。
EN3(ピン18)
:デジタル入力。この入力は、昇降圧スイッチン
グ・レギュレータ3をイネーブルします。
SWCD3(ピン19)
:
(昇降圧)
スイッチング・レギュレータ3のス
イッチ・ノード。内部パワー・スイッチCおよび Dに接続されて
います。外付けインダクタによって、このノードとSWAB3 が接
続されます。
358623f
12
LTC3586-2/LTC3586-3
ピン機能
EN2(ピン20)
:デジタル入力。この入力は、降圧スイッチング・
レギュレータ2をイネーブルします。
EN1(ピン21)
:デジタル入力。この入力は、降圧スイッチング・
レギュレータ1をイネーブルします。
VIN4
(ピン22)
:
(昇圧)
スイッチング・レギュレータ4の電源入力。
このピンは通常、VOUT に接続されます。このピンには1µFの
MLCCコンデンサを推奨します。
GATE(ピン31)
:アナログ出力。このピンは、VOUTとBATの間
の理想ダイオードの補完に使用されるオプションの外付けP
チャネルMOSFETトランジスタのゲートを制御します。外付け
理想ダイオードは内部の理想ダイオードと並列に動作します。
PチャネルMOSFETのソースをVOUT に接続し、ドレインを
BATに接続します。外付け理想ダイオードFETを使用しない
場合、GATEはフロートさせたままにします。
FB2
(ピン23)
:
(降圧)
スイッチング・レギュレータ2の帰還入力。
レギュレータ2の制御ループが完全だと、このピンは0.8Vに
サーボ制御されます。
BAT(ピン32)
:1セル・リチウムイオン・バッテリ・ピン。BATに
接続されたリチウムイオン・バッテリは、使用できるVBUS 電力
に応じて、理想ダイオードを介してVOUT に電力を供給するか、
または、
バッテリ・チャージャを介してVOUT から充電されます。
(ピン24)
:
(降圧)
スイッチング・レギュレータ2の電源入力。
VIN2
このピンは通常、VOUT に接続されます。このピンには1µFの
MLCCコンデンサを推奨します。
EN4(ピン33)
:デジタル入力。この入力は、昇圧スイッチング・
レギュレータ4をイネーブルします。
SW2(ピン25)
:
(降圧)
スイッチング・レギュレータ2の電力送
出ピン。
SW1(ピン26)
:
(降圧)
スイッチング・レギュレータ1の電力送
出ピン。
VIN1
(ピン27)
:
(降圧)
スイッチング・レギュレータ1の電源入力。
このピンは通常、VOUT に接続されます。このピンには1µFの
MLCCコンデンサを推奨します。
FB1
(ピン28)
:
(降圧)
スイッチング・レギュレータ1の帰還入力。
レギュレータ1の制御ループが完全だと、このピンは0.8Vに
サーボ制御されます。
PROG(ピン29)
:充電電流設定および充電電流モニタ用ピン。
抵抗をPROG からグランドに接続することで、充電電流を設
定します。定電流モードで十分な入力電力を利用できると、こ
のピンは1Vにサーボ制御されます。このピンの電圧は、常に
実際の充電電流を表します。
CHRG(ピン30)
:オープン・ドレインの充電状態出力。CHRG
ピンはバッテリ・チャージャの状態を表します。4つの可能な
状態が CHRGで表されます。それらは、充電中、充電中で
はない、バッテリ応答なし、およびバッテリ温度範囲外です。
CHRGは35kHzで変調され、人間またはマイクロプロセッサの
どちらでも簡単に認識できるように高低のデューティ・サイク
ルの間で切り替わります。表 3を参照してください。CHRGの
状態を表示するには、プルアップ抵抗とLEDのいずれかまた
は両方が必要です。
VOUT(ピン34)
:スイッチング PowerPathコントローラの出力電
圧およびバッテリ・チャージャの入力電圧。携帯機器の大半
はVOUT から電力供給を受けます。LTC3586-2/LTC3586-3は
利用可能な電力をVOUTの外部負荷と内部のバッテリ・チャー
ジャの間で分割します。外部負荷が優先され、残りの電力を
使ってバッテリを充電します。BAT からVOUT に接続された理
想ダイオードにより、負荷が VBUS からの割り当てられた電力
を超えても、またはVBUS 電源が取り外されても、VOUT に電
力が供給されます。VOUT は低インピーダンスのセラミック・コ
ンデンサを使ってバイパスする必要があります。
VBUS
(ピン35、36)
:主入力電源ピン。これらのピンはUSBポー
トやACアダプタなどのDCソースから制御された電流を引き
出して、SWピンを介してVOUT へ電力を供給します。
SW(ピン37)
:USB Power Pathの電力送出ピン。SWピンは降
圧スイッチング・レギュレータを介してVBUS からVOUT に電力
を供給します。3.3µHのインダクタをSWからVOUTに接続します。
FAULT(ピン38)
:オープン・ドレインの状態出力。4つの汎用
電圧レギュレータのいずれかにおけるフォルト状態を表すた
めに使用されます。
GND(露出パッド・ピン39)
:グランド。露出パッドは、LTC3586-2/
LTC3586-3の直下に配置した複数のビアを使って、プリント回路
基板の2 番目の層の連続したグランド・プレーンに接続します。
358623f
13
LTC3586-2/LTC3586-3
ブロック図
VBUS
35, 36
2.25MHz
PowerPath
SWITCHING
REGULATOR
37 SW
3 LDO3V3
3.3V LDO
SUSPEND
LDO
500µA
34 VOUT
CLPROG 4
BATTERY
TEMPERATURE
MONITOR
NTC 5
1.188V
+
IDEAL
CC/CV
CHARGER
+
+
–
–
+
–
+
0.3V
+–
31 GATE
–
15mV
32 BAT
3.6V
29 PROG
27 VIN1
EN1
CHRG 30
CHARGE
STATUS
FAULT 38
26 SW1
400mA
2.25MHz
(BUCK)
SWITCHING
REGULATOR 1
FAULT
LOGIC
EN1 21
28 FB1
24 VIN2
EN2
400mA
2.25MHz
(BUCK)
SWITCHING
REGULATOR 2
EN2 20
EN3 18
EN4 33
MASTER LOGIC
25 SW2
23 FB2
MODE 9
ILIM0 1
14, 15
ILIM1 2
EN3
13 SWAB3
VIN4 22
VOUT4
SW4 8
VIN3
A
6, 7
800mA
2.25MHz
(BOOST)
SWITCHING
REGULATOR 4
EN4
1A
2.25MHz
(BUCK-BOOST)
SWITCHING
REGULATOR 3
B
16, 17
VOUT3
D
19 SWCD3
C
11 FB3
FB4 10
12 VC3
39
GND
358623 BD
358623f
14
LTC3586-2/LTC3586-3
動作
はじめに
LTC3586-2/LTC3586-3は、高度に集積されたパワーマネー
ジメント・デバイスです。このデバイスには、高効率スイッチ・
モードPowerPathコントローラ、バッテリ・チャージャ、理想
ダイオード、常時オンLDO、400mA 降圧スイッチング・レギュ
レータ2 個、1A 昇降圧スイッチング・レギュレータ1 個、およ
び 800mA 昇圧スイッチング・レギュレータ1 個が搭載されてい
ます。これらのレギュレータはすべて、ENABLEピンにより独
立して制御できます。
特にUSBアプリケーション向けに設 計されているため、
PowerPathコントローラには高精度平均入力電流降圧ス
イッチング・レギュレータが内蔵されており、許容されるUSB
電力を最 大 限に利用できます。電力が節 約されるので、
LTC3586-2/LTC3586-3では、USBの負荷仕様を超えること
なく、VOUT の負荷電流が USBポートから供給される電流を
超えることが可能です。
PowerPathスイッチング・レギュレータとバッテリ・チャージャは
通信を行って、入力電流が USB 仕様を決して違反しないよう
にします。
BAT からVOUT に接続された理想ダイオードにより、VBUS の
電力が不十分であったり使用できない場合でも、VOUT に常
に十分な電力を供給できます。
常時オンLDOによって、VOUT で得られる電力から安定化
された3.3V が供給されます。静止電流が非常に小さなこの
LDOは常にオンしており、最大 20mAを供給するのに使用で
きます。
降圧および昇降圧スイッチング・レギュレータは、軽負荷状態
での静止電流を大きく減らすために、固定周波数 PWMモー
ドのほか、低電力Burst Mode 設定を備えています。
高効率スイッチング PowerPathコントローラ
VBUS を利用でき、PowerPathスイッチング・レギュレータがイ
ネーブルされているときは常に、VBUS からSWを通ってVOUT
に電力が供給されます。VOUTは
(スイッチング・レギュレータ1、
2、3、4を含む)外部負荷とバッテリ・チャージャの両方をドラ
イブします。
チャージャの電圧を低く保つことにより、リニア・バッテリ・
チャージャの電力損失を最小限に抑えるので、効率が最適化
されます。それにより、外部負荷が使用できる電力が最適化さ
れます。
VOUT の合計負荷が PowerPathスイッチング電源のプログラ
ムされた入力電流制限に達するほど大きい場合、バッテリ・
チャージャは外部負荷に十分な電力を供給するのに必要な
分だけ充電電流を低減します。バッテリ充電電流が許容さ
れるUSB 電流を超える値に設定されても、平均入力電流の
USB 仕様に違反することはありません。USB 仕様を決して違
反しないように、PowerPathスイッチング・レギュレータが平均
入力電流を制限します。更に、VOUT の負荷電流が常に優先
され、余剰の電力だけがバッテリの充電に使用されます。
BATの電圧が 3.3Vより低いかバッテリが存在せず、かつ、負
荷要件によってPowerPathスイッチング・レギュレータが USB
仕様を超えることがない場合、VOUT は3.6Vに固定されます
(図 1 参照)。この
「瞬時オン」機能により、携帯機器に電源
を投入したときにバッテリの充電を待つことなくただちに起動
できます。負荷が VBUS の電流制限を超えてしまうと、図 1の
網掛けの部分で示すように、VOUTの範囲は無負荷電圧とバッ
テリ電圧をわずかに下回る電圧の間になります。
バッテリ電圧が非常に低い場合、バッテリ・チャージャは負
荷のように振る舞います。このとき、入力電力が限られている
ため、チャージャの電流によってVOUT が 3.6Vの
「瞬時オン」
電圧を下回る傾向があります。VOUT がこのレベルを下回らな
いように、低電圧回路がVOUT の低下を自動的に検出してバッ
テリ充電電流を必要に応じて低減します。この低減により、で
きるだけ多くのバッテリ充電電流を供給しながらも、負荷の
電流と電圧が常に優先されます。
「アプリケーション情報」
の
「バッテリ・チャージャのオーバープログラミング」
を参照して
ください。
VBUS からVOUT に供給される電力は2.25MHzの固定周波数
降圧レギュレータによって制御されます。USBの最大負荷仕
様を満たすため、スイッチング・レギュレータには、平均入力電
流が CLPROGでプログラムされたレベルを下回るようにする
制御ループが備わっています。
合計負荷が PowerPathスイッチング・レギュレータのプログラ
ムされた入力電流制限を超えない場合、VOUT はバッテリよ
り0.3V 高い電圧をトラッキングします
(Bat-Track)。バッテリ・
358623f
15
LTC3586-2/LTC3586-3
動作
CLPROGの電流は、VBUS 電流の一部(hCLPROG–1)です。プ
ログラミング抵抗と平均化コンデンサが CLPROG からGND
に接続されていると、CLPROGの電圧は、PowerPathスイッチ
ング・レギュレータの平均入力電流を示します。入力電流が
プログラムされた制限値に近づくと、CLPROG が VCLPROG
(1.188V)
に達し、出力電力が一定に保たれます。入力電流制
限はILIM0 ピンとILIM1 ピンによってプログラムされます。平均
入力電流をいくつかの可能な設定のどれかに制限することが
できます。また、一時停止させることもできます
(USBサスペン
ド)。入力電流制限はVCLPROG サーボ電圧とCLPROGの抵
抗により、次式に従って設定されます。
IVBUS = IVBUSQ +
VCLPROG
• (hCLPROG + 1)
RCLPROG
VOUT の可能な電圧範囲をバッテリ電圧の関数として図 1に
示します。
BAT からVOUT への理想ダイオード
LTC3586-2/LTC3586-3は、オプションの外部理想ダイオード
のコントローラとともに、内部理想ダイオードも備えています。
理想ダイオード・コントローラは常時オンで、VOUT が BATを
下回るたびに即座に応答します。
負荷電流がスイッチング・レギュレータからの許容電力を超え
て増加すると、追加の電力が理想ダイオードを介してバッテリ
から供給されます。更に、VBUS への電源(USBまたはACアダ
プタ)が取り外されると、アプリケーションの電力はすべて理
想ダイオードを介してバッテリから供給されます。VOUT の入
力電源からバッテリ電源への移行は十分に高速なので、わず
か 10µFのコンデンサでVOUT の垂下を防ぐことができます。
理想ダイオードは、VOUT の電圧が BATの電圧より約 15mV
(VFWD)低いときは常に大型の内蔵 PチャネルMOSFETトラ
ンジスタをイネーブルする高精度アンプで構成されています。
内部理想ダイオードの抵抗値は約 180mΩです。アプリケー
ションにとってこれで十分であれば、外付け部品は不要です。
ただし、もっと大きなコンダクタンスが必要なときは、BAT から
VOUT に外付けPチャネルMOSFETトランジスタを追加するこ
とができます。図 2を参照してください。
外 付 けPチャネルMOSFETトランジスタが 存 在 すれ ば、
LTC3586-2/LTC3586-3のGATEピンはこのトランジスタのゲー
トをドライブして、理想ダイオードを自動的に制御します。外付
けPチャネルMOSFETのソースをVOUT に接続し、ドレインを
BATに接続します。GATEピンは1nFの負荷をドライブできる
ので、オン抵抗が 40mΩ 以下の外付けPチャネルMOSFETト
ランジスタを制御することができます。
2200
4.5
1800
1600
CURRENT (mA)
VOUT (V)
3.9
3.6
NO LOAD
300mV
3.3
3.0
LTC3586-2/
LTC3586-3
IDEAL DIODE
1400
1200
1000
800
600
ON
SEMICONDUCTOR
MBRM120LT3
400
2.7
2.4
2.4
VISHAY Si2333
OPTIONAL EXTERNAL
IDEAL DIODE
2000
4.2
200
2.7
3.0
3.6
3.3
BAT (V)
3.9
4.2
358623 F01
図 1.VOUT とBAT
0
0
60 120 180 240 300 360 420 480
FORWARD VOLTAGE (mV) (BAT – VOUT)
358623 F02
図 2. 理想ダイオードの動作
358623f
16
LTC3586-2/LTC3586-3
動作
サスペンドLDO
(UVLO)
VBUS 低電圧ロックアウト
LTC3586-2/LTC3586-3が USBサスペンド・モードに設定され
ている場合、スイッチング・レギュレータはディスエーブルされ、
サスペンドLDO が VOUT ピンに電力を供給します
(VBUS への
使用可能な電力があると仮定しています)。このLDOはサスペ
ンド時のUSBポートに携帯機器が接続されているときのバッ
テリ切れを防ぎます。このLDOは4.6Vに安定化されており、
スイッチング・コンバータがディスエーブルされたとき
(サスペン
ド時)だけアクティブになります。USB 仕様に準拠させておく
ため、LDO への入力電流は、500µAの低電力サスペンド仕様
を超えないように制限されています。VOUT の負荷がサスペン
ド電流制限を超えると、理想ダイオードを介してバッテリから
追加の電流が供給されます。
内蔵の低電圧ロックアウト回路はVBUS をモニタし、VBUS が
4.30Vを超えて上昇し、バッテリ電圧より約 200mV 高い電圧
になるまでPowerPathスイッチング・レギュレータをオフに保ち
ます。VBUS が 4.00Vを下回るか、あるいはBATの50mV 以内
にまで低下すると、UVLOのヒステリシスによってレギュレー
タがオフします。この場合、VOUT のシステム電力は理想ダイ
オードを介してバッテリから供給されます。
3.3V 常時オン電源
LTC3586-2/LTC3586-3は、常に電力が供給されている低静
止電流、低損失レギュレータ
(LDO)を備えています。この
LDOは、システムのプッシュボタン・コントローラ、スタンバイ・
マイクロコントローラ、
リアルタイム・クロックなどへの電力供給
に使用できます。この常時オンLDOは最大 20mAを供給する
ように設計されているので、補償するのに少なくとも1µFの低
インピーダンス・セラミック・バイパス・コンデンサが必要です。
このLDOはVOUT から電力を供給されるので、VOUT が 3.3V
近くまで低下すると、20mAより小さい負荷でドロップアウト状
態になります。LDO3V3出力を使用しない場合、VOUT に接続
することによってディスエーブルする必要があります。
TO USB
OR WALL
ADAPTER
バッテリ・チャージャ
LTC3586-2/LTC3586-3は、自動再充電、安全タイマによる自
動終了、低電圧トリクル充電、不良セル検出および温度範囲
外で充電を一時停止するためのサーミスタ・センサ入力を備
えた定電流 / 定電圧バッテリ・チャージャを搭載しています。
バッテリの予備調整
バッテリの充電サイクルが開始されると、バッテリ・チャージャ
はまずバッテリが深放電しているかを判定します。バッテリ電
圧が VTRKL(標準 2.85V)
より低いと、自動トリクル充電機能
により、
バッテリ充電電流はプログラムされた値の10%に設定
されます。低電圧が 0.5 時間以上持続すると、バッテリ・チャー
ジャは自動的に停止し、CHRGピンを介してバッテリが応答し
ないことを表します。
VBUS
SW
35, 36
VOUT
PWM AND
GATE DRIVE
IDEAL
DIODE
ISWITCH/
hCLPROG
CONSTANT-CURRENT
CONSTANT-VOLTAGE
BATTERY CHARGER
15mV
CLPROG
1.188V
–
+
AVERAGE INPUT
CURRENT LIMIT
CONTROLLER
+
+
–
4
0.3V
3.6V
+–
–
+
+
–
GATE
BAT
3.5V TO
(BAT + 0.3V)
TO SYSTEM
LOAD
37
34
OPTIONAL
EXTERNAL
IDEAL DIODE
PMOS
31
32
AVERAGE OUTPUT
VOLTAGE LIMIT
CONTROLLER
+
SINGLE CELL
Li-Ion
358623 F03
図 3.PowerPath のブロック図
358623f
17
LTC3586-2/LTC3586-3
動作
バッテリ電圧が 2.85Vを超えると、バッテリ・チャージャはフル
パワーの定電流モードで充電を開始します。バッテリに供給
される電流は1022V/RPROG に達しようとします。使用可能な
入力電力と外部負荷の状態に応じて、バッテリ・チャージャは
プログラムされた最大レートで充電できることもあれば、でき
ないこともあります。外部負荷がバッテリ充電電流よりも常に
優先されます。USB 電流制限のプログラミングは常に守られ、
余剰電力だけがバッテリの充電に使用できます。システム負
荷が軽いとき、バッテリ充電電流は最大になります。
充電終了
バッテリ・チャージャは安全タイマを内蔵しています。バッテリ
電圧があらかじめプログラムされたフロート電圧に達すると、
バッテリ・チャージャはバッテリ電圧を安定化し、充電電流が
自然に減少します。
バッテリがフロート電圧に達したことをバッ
テリ・チャージャが検出すると、4 時間の安全タイマがスタート
します。安全タイマが終了すると、バッテリの充電が中止され、
電流はそれ以上供給されません。
自動再充電
バッテリ・チャージャは充電終了後オフ状態を保ち、バッテリ
からは数マイクロアンペアの電流のみが流れます。携帯機器
を長時間この状態にしておくと、バッテリは最終的に自己放電
します。バッテリが常にフル充電状態になるように、バッテリ
電圧が再充電しきい値(標準でチャージャのフロート電圧よ
り100mV 低い電圧)
を下回ったときに充電サイクルが自動的
に開始されます。安全タイマの作動中にバッテリ電圧が再充
電しきい値を下回った場合、タイマはゼロにリセットされます。
再充電しきい値を下回る短時間の電圧低下によって安全タイ
マがリセットされないように、バッテリ電圧は1.3msより長く再
充電しきい値を下回っている必要があります。更に、VBUS の
UVLO が L になってから H になると
(例えば、VBUS が取り
外され、再度接続されると)、充電サイクルと安全タイマも再ス
タートします。
充電電流
充電電流はPROG からグランドに接続された1 個の抵抗を
使ってプログラムされます。バッテリ充電電流の1/1022 が
PROGピンに供給され、これによって1.000V へのサーボ制御
が試みられます。こうして、バッテリ充電電流はPROGピンの
電流の1022 倍に達しようとします。プログラム抵抗と充電電
流は以下の式を使って計算します。
RPROG =
1022V
1022V
, ICHG =
ICHG
RPROG
定電流または定電圧のどちらの充電モードでも、PROGピン
の電圧はバッテリに供給される実際の充電電流に比例しま
す。したがって、実際の充電電流は、PROGピンの電圧をモニ
タし、次式を使用することによっていつでも決定できます。
IBAT =
VPROG
• 1022
RPROG
多くの場合、使用できる入力電力が限られていることとVOUT
からシステム負荷に優先して供給されることにより、実際の
バッテリ充電電流 IBAT は、ICHGより少なくなります。
充電状態の表示
CHRGピンはバッテリ・チャージャの状態を表します。4つの可
能な状態が CHRGで表されます。それらは、充電中、充電中で
はない、バッテリ応答なし、およびバッテリ温度範囲外です。
CHRGピンの信号は、人間またはマイクロプロセッサのどちら
によっても、上記の4つの状態の1つとして簡単に認識できま
す。オープンドレイン出力であるCHRGピンは、電流制限抵
抗を通して表示 LEDをドライブして人間とのインタフェースを
行うか、または単にプルアップ抵抗をドライブしてマイクロプロ
セッサとのインタフェースを行うことができます。
358623f
18
LTC3586-2/LTC3586-3
動作
人間とマイクロプロセッサの両方にCHRGピンが容易に認識
されるように、このピンは充電中に L 、充電中でないときに
H になるか、または高周波数(35kHz)
でスイッチングさせて
可能な2つのフォルト状態(バッテリ応答なしとバッテリ温度
範囲外)
を示します。
充電が開始されると、CHRG が L に引き下げられ、通常の
充電サイクルの間 L に保たれます。充電が完了すると
(つま
りBATピンがフロート電圧に達し、充電電流がプログラムさ
れた値の1/10に低下すると)、CHRGピンは開放されます
(高
インピーダンス)。フォルトが発生すると、このピンは35kHzで
スイッチングされます。スイッチングの間、そのデューティ・サイ
クルは高い値と低い値の間で非常に低い周波数で変調され
ます。低いデューティ・サイクルと高いデューティ・サイクルは十
分に区別が付き、LED がオンやオフをしているように見えるこ
とによって、「 点滅 」 表示が実現されます。2つのフォルトには
それぞれ、人間の認識用に独自の
「点滅」速度があり、マシン
の認識用に2つの独自のデューティ・サイクルがあります。
LTC3586-2/LTC3586-3 が VBUS 電 流 制 限 状 態にあると、
CHRGピンはC/10しきい値に応答しません。これにより、バッ
テリ・チャージャに使用できる電力の不足によって誤って充電
終了が表示されるのを防ぎます。
バッテリ・チャージャがアクティブなときのCHRGピンの4つの
可能な状態を表 3に示します。
表 3.CHRG 信号
状態
充電中
周波数
変調(点滅)周波数
デューティ・サイクル
0Hz
0Hz(低インピーダンス)
充電中でない
0Hz
0Hz(高インピーダンス)
0%
NTCフォルト
35kHz
50%で1.5Hz
6.25% ~ 93.75%
バッテリ不良
35kHz
50%で6.1Hz
12.5% ~ 87.5%
100%
NTCフォルトはデューティ・サイクルが 6.25%と93.75%の間を
1.5Hzの速度で切り替わる35kHzのパルス列で表されます。
人間は1.5Hzの速度がバッテリ温度範囲外を示す
「遅い」点
滅であることを容易に認識し、マイクロプロセッサは6.25%ま
たは93.75%のデューティ・サイクルをNTCフォルトと解読する
ことができます。
充電に対してバッテリが応答しない
(つまり、
バッテリ電圧が0.5
時間 2.85Vを下回ったままである)
ことが検出されると、CHRG
ピンはバッテリ・フォルトを示します。このフォルトの場合、人間
はLEDの6.1Hzの非常に
「速い」点滅を容易に認識し、マイク
ロプロセッサは12.5%または87.5%のデューティ・サイクルを
不良バッテリ・フォルトと解読することができます。
LTC3586-2/LTC3586-3は3 端 子 PowerPath 製 品なので、バッ
テリ充電よりもシステム負荷が常に優先されます。システム負荷
が過大なことにより、不良バッテリのタイムアウト時間内にトリク
ル充電のしきい値電圧を超える値までバッテリを充電するのに
十分な電力が得られないことがあります。この状況では、バッテ
リ・チャージャは誤って不良バッテリを示します。この場合、シス
テム・ソフトウェアによって負荷を減らしてから、バッテリ・チャー
ジャをリセットして再試行できます。
可能性は非常に低いのですが、明 / 暗の
(低デューティ・サイク
ル/高デューティ・サイクルの)間を遷移する瞬間にデューティ・
サイクルを読み取ることがありえます。この場合、デューティ・
サイクルの読み取り値はちょうど50%になります。デューティ・
サイクルの読み取り値が 50%だと、システム・ソフトウェアはそ
れを無効として、新しくデューティ・サイクルを読み取らせます。
NTCサーミスタ
バッテリの温度は負温度係数(NTC)
サーミスタをバッテリ・
パックの近くに配置して測定します。
この機能を使用するには、
NTCピンとグランドの間にNTCサー
を接続し、VBUS からNTCピンに抵抗(RNOM)
ミスタ
(RNTC)
を接続します。RNOM は、選択したNTCサーミスタの25 Cで
の値(R25)
に等しい値の1% 抵抗にします。サーミスタ電流は
LTC3586-2/LTC3586-3によって測定されることがなく、また
USB 仕様への準拠を考慮する必要があるので、100kのサー
ミスタを推奨します。
NTCサーミスタの抵抗が R25の値の0.54 倍、つまり約 54kに
低下すると、LTC3586-2/LTC3586-3は充電を一時停止しま
す。Vishayの
「曲線 1」のサーミスタの場合、この値は約 40 C
に相当します。バッテリ・チャージャが定電圧(フロート)
モー
ドの場合、サーミスタが有効温度に戻ったことを示すまで安
全タイマも停止します。温度が下がるにつれ、NTCサーミスタ
の抵抗は増加します。LTC3586-2/LTC3586-3は、NTCサーミ
スタの値が R25の値の3.25 倍まで増加したときも、充電を一
時停止するように設計されています。Vishayの
「曲線 1」
のサー
ミスタの場合、この抵抗は325kであり、約 0 Cに相当します。
高温コンパレータと低温コンパレータにはそれぞれ約 3 Cの
ヒステリシスがあり、トリップ・ポイントの近くでの発振が防止
されます。NTCピンを接地するとNTC 充電一時停止機能は
ディスエーブルされます。
358623f
19
LTC3586-2/LTC3586-3
動作
サーマル・レギュレーション
充電時間を最適化するため、内部のサーマル帰還ループに
よってプログラムされた充電電流を自動的に低減することが
できます。この機能は、ダイ温度が約 110 Cに上昇したときに
動作します。サーマル・レギュレーションによって、LTC35862/LTC3586-3は高電力動作や高周囲温度環境に起因する
過度の温度上昇から保護されるので、ユーザーはLTC35862/LTC3586-3や外付け部品に損傷を与えるリスクなく、所定
の回路基板設計での電力処理能力の限界を押し上げること
ができます。LTC3586-2/LTC3586-3のサーマル・レギュレー
ション・ループの利点は、ワーストケースの条件ではバッテリ・
チャージャは自動的に電流を減らすことが保証されているの
で、ワーストケースの条件ではなく実際の条件に従って充電
電流を設定することができることです。
バッテリ・チャージャ動作のフローチャートを図 4に示します。
低電源動作
LTC3586-2/LTC3586-3は、VOUT に 低 電 圧ロックアウト
(UVLO)
回路を搭載しており、VOUT が VOUTUVLO を下回ると
4 個すべての汎用スイッチング・レギュレータをシャットダウン
します。このUVLOは、不安定な動作を防止します。
FAULTピン
FAULTはオープン・ドレイン出力で、任意の汎用レギュレータ
のフォルト状態を示すのに使用されます。イネーブルされたい
ずれかのレギュレータのFBピンの電圧が 14msより長く内部
リファレンス電圧(0.8V)
の92% 未満に留まった場合、FAULT
が L になることによってフォルト状態が報知されます。FAULT
はオープン・ドレイン出力なので、モニタしているマイクロプロ
セッサの入力電圧またはLD03V3のような別の適当な電源へ
のプルアップ抵抗が必要です。
汎用降圧スイッチング・レギュレータ
LTC3586-2/LTC3586-3は、2 個の2.25MHz 固定周波数電流
モード降圧スイッチング・レギュレータを備えています。各降
圧レギュレータは、最大 400mAの出力電流を供給することが
できます。両降圧レギュレータは0.8Vの最小出力電圧にプロ
グラム可能であり、マイクロコントローラのコア、マイクロコン
トローラのI/O、メモリ、ディスク・ドライブまたは他のロジック
回路への電力供給に使用できます。両降圧コンバータは、入
力電圧がそれらの出力電圧の非常に近くまで低下したとき
の100%デューティ・サイクル動作(低ドロップアウト・モード)
をサポートしています。多様なアプリケーションに対応するた
め、選択可能なモード機能を使用してノイズと効率のトレー
ドオフを図ることができます。LTC3586-2/LTC3586-3の降圧
レギュレータの動作を制御するには、2つのモードを使用でき
ます。中負荷から重負荷では、パルス・スキップ・モードによっ
て、ノイズを最小限に抑えたスイッチング・ソリューションを実
現します。軽負荷では、Burst Mode 動作を選択できます。降圧
レギュレータは、電源投入時の突入電流を制限するソフトス
タート、短絡電流保護、放射 EMIを低減するスイッチ・ノード
のスルー制限回路を搭載しています。外付けの補償部品は不
要です。降圧レギュレータの動作モードは、MODEピンによっ
て設定できます。各降圧コンバータは、EN1ピンとEN2ピンに
より独立してイネーブルできます。いずれの降圧レギュレータ
も800mVの固定帰還サーボ電圧を備えています。降圧レギュ
レータの入力電源 VIN1とVIN2 は、一般にシステム負荷ピン
VOUT に接続されます。
降圧レギュレータの出力電圧のプログラミング
いずれの降圧レギュレータも、0.8Vより大きい出力電圧にプ
ログラムできます。各降圧レギュレータの出力電圧は、降圧レ
ギュレータの出力から帰還ピン
(FB1とFB2)
に接続された抵
抗分割器を使って次式のようにプログラムします。
 R1 
VOUTX = VFBX  +1
 R2 
ここで、VFB は0.8Vに固定されており、X=1、2です。図 5を
参照してください。
R1の標準値は、40k ∼ 1Mです。コンデンサCFB は帰還抵抗と
FBxピンの入力容量によって生じるポールをキャンセルします。
また、0.8Vよりはるかに大きな出力電圧のトランジェント応答
を改善するのにも役立ちます。CFB には様々なサイズのコンデ
ンサを使うことができますが、ほとんどのアプリケーションには
10pFの値を推奨します。2pF ∼ 22pFのコンデンサ・サイズで実
験するとトランジェント応答の改善が得られるでしょう。
358623f
20
LTC3586-2/LTC3586-3
動作
POWER ON
CLEAR EVENT TIMER
ASSERT CHRG LOW
NTC OUT OF RANGE
YES
INHIBIT CHARGER
NO
BAT < 2.85V
BATTERY STATE
BAT > 4.15V
CHRG CURRENTLY
HIGH-Z
2.85V < BAT < 4.15V
NO
NO
CHARGE AT
100V/RPROG (C/10 RATE)
CHARGE AT
1022V/RPROG RATE
CHARGE WITH
FIXED VOLTAGE
(4.200V)
RUN EVENT TIMER
PAUSE EVENT TIMER
RUN EVENT TIMER
TIMER > 30 MINUTES
TIMER > 4 HOURS
YES
YES
INDICATE
NTC FAULT
AT CHRG
NO
YES
INHIBIT CHARGING
IBAT < C/10
STOP CHARGING
NO
YES
INDICATE BATTERY
FAULT AT CHRG
BAT RISING
THROUGH 4.1V
YES
RELEASE CHRG
HIGH-Z
RELEASE CHRG
HIGH-Z
NO
BAT > 2.85V
YES
NO
BAT FALLING
THROUGH 4.1V
NO
YES
BAT < 4.1V
NO
YES
358623 F04
図 4. バッテリ・チャージャ動作のフローチャート
(LTC3586-2)
358623f
21
LTC3586-2/LTC3586-3
動作
VINx
L
SWx
LTC3586-2/
LTC3586-3
FBx
VOUTx
CFB
R1
COUT
R2
X = 1, 2
GND
358623 F05
図 5. 降圧コンバータのアプリケーション回路
降圧レギュレータの動作モード
LTC3586-2/LTC3586-3の降圧レギュレータは、2つの可能な
動作モードを備えており、多様なアプリケーションのノイズ/
電力要件を満たします。
パルス・スキップ・モードでは、内部ラッチが各サイクルの始点
でセットされ、
メインPチャネルMOSFETスイッチをオンします。
各サイクルの間に、電流コンパレータがピーク・インダクタ電流
をエラーアンプの出力と比較します。電流コンパレータの出力
が内部ラッチをリセットするため、メインPチャネルMOSFET
スイッチがオフし、NチャネルMOSFET 同期整流器がオンし
ます。NチャネルMOSFET 同期整流器は、2.25MHzのサイク
ルが終わるか、またはNチャネルMOSFET 同期整流器を流
れる電流がゼロになるとオフします。この動作方式を使って、
エラーアンプはピーク・インダクタ電流を調節し、必要な出
力電力を供給します。必要な補償は全てスイッチング・レギュ
レータの内部にあり、1 個のセラミック出力コンデンサだけが
安定性のために必要です。軽負荷の場合、インダクタ電流は
各パルスでゼロに達することがあり、NチャネルMOSFET 同
期整流器がオフになります。この場合、スイッチ・ノード
(SW1、
SW2)
は高インピーダンスになり、スイッチ・ノードの電圧にリ
ンギングが生じます。これは不連続モード動作であり、スイッ
チング・レギュレータにとって正常な振る舞いです。非常に軽
い負荷では、降圧レギュレータは必要に応じて自動的にパル
スをスキップして出力をレギュレーション状態に維持します。
高いデューティ・サイクルでは
(VOUTx > VINx/2)、軽負荷でイ
ンダクタ電流が反転して降圧レギュレータが連続的に動作す
る可能性があります。これは正常で、レギュレーションは維持
されますが、連続的なスイッチングにより、電源電流が数ミリ
アンペアに増加します。
Burst Mode 動作では、降圧レギュレータは、負荷電流の関数
として、固定周波数 PWM 動作とヒステリシスをもつ制御の間
を自動的に切り替わります。軽負荷では、降圧レギュレータは
ヒステリシス・モードで動作し、出力コンデンサはレギュレー
ション・ポイントよりわずかに高い電圧まで充電されます。次
いで、降圧コンバータはスリープ・モードに入り、その間出力
コンデンサが負荷に電流を供給します。スリープ・モードでは、
レギュレータの回路のほとんどがパワーダウンするので、バッ
テリの電力を節約することができます。出力電圧があらかじめ
決められた値を下回ると、降圧レギュレータ回路がパワーオ
ンして、通常のPWM 動作を再開します。降圧レギュレータが
スリープ・モードで動作する時間は、負荷電流に応じて変動
します。スリープ時間は負荷電流が増加するにつれて短くなり
ます。特定の負荷電流ポイント
(定格出力負荷電流の約 1/4)
を超えると、降圧スイッチング・レギュレータは低ノイズ固定周
波数 PWMモードの動作に切り替わります。これは、高負荷
でのパルス・スキップ動作とほとんど同じです。低出力電流で
ある程度の出力リップルが許容されるアプリケーションでは、
Burst Mode 動作を使用することで、降圧レギュレータの最大
規定出力電流を供給したまま、パルス・スキップ動作よりも軽
負荷時のバッテリ効率を向上できます。
降圧レギュレータでは動作中にモードを変更できるため、負荷
がかかっていてもシームレスにモード間を移行できます。その
ため、ユーザーはモードを自由に切り替えて、必要に応じて出
力リップルを低減したり、低電流効率を向上したりできます。
シャットダウン時の降圧レギュレータ
これらの降圧レギュレータは、動作をイネーブルされていない
ときはシャットダウン状態になります。シャットダウン状態では、
降圧レギュレータのすべての回路が降圧レギュレータの入力
電源から切断されており、数ナノアンペアの漏れ電流が残る
だけです。シャットダウン状態のとき、降圧レギュレータの出
力は、個別にスイッチ・ピン
(SW1とSW2)
の10k 抵抗を通して
グランドに引き下げられます。
降圧レギュレータのドロップアウト動作
降圧レギュレータの入力電圧(VINx)
がプログラムされた出力
電圧に近づくことは可能です
(例えば、プログラムされた出力
電圧が 3.3Vでバッテリ電圧が 3.4V)。この状態が生じると、
デューティ・サイクル100%でPMOSスイッチが連続的にオン
するまで、PMOSスイッチのデューティ・サイクルが増加します。
358623f
22
LTC3586-2/LTC3586-3
動作
このドロップアウト状態では、それぞれの出力電圧は、その降
圧レギュレータの入力電圧から内部 PチャネルMOSFETとイ
ンダクタ間の電圧降下を差し引いた電圧に等しくなります。
降圧レギュレータのソフトスタート動作
ソフトスタートは各降圧レギュレータのピーク・インダクタ電流を
500µsの時間をかけて徐々に増加させることにより実現されます。
これにより、各出力はゆっくり立ち上がることができ、バッテリの
突入電流を最小に抑える効果があります。ソフトスタート・サイク
ルは、任意の降圧レギュレータがイネーブルされるたび、または
フォルト状態(サーマル・シャットダウンやUVLO)が発生した後
に開始されます。ソフトスタート・サイクルは動作モードの変更に
よってトリガされることはありません。このため、モード移行時に
シームレスな出力動作が行われます。
降圧レギュレータのスイッチングのスルーレート制御
降圧レギュレータは、スイッチ・ノード
(SW1とSW2)
のスルー
レートを制限する特許出願中の新しい回路を備えています。
この新しい回路は、スイッチ・ノードが 2ナノ秒の時間をかけ
て遷移するように設計されており、放射 EMIと伝導電源ノイ
ズを大幅に削減します。
昇降圧 DC/DCスイッチング・レギュレータ
LTC3586-2/LTC3586-3は、2.25MHz 固 定周波 数 電 圧モード
昇降圧スイッチング・レギュレータを搭載しています。このレギュ
レータは最大 1Aの出力負荷電流を供給します。昇降圧レギュ
レータは、2.5Vの最小出力電圧にプログラム可能で、マイクロ
コントローラのコア、マイクロコントローラのI/O、メモリ、ディス
ク・ドライブまたは他のロジック回路への電力供給に使用できま
す。コンバータをイネーブルするには、EN3を H に引き上げま
す。多様なアプリケーションに対応するため、選択可能なモー
ド機能を使用してノイズと効率のトレードオフを図ることができ
ます。LTC3586-2/LTC3586-3の昇降圧レギュレータの動作を制
御するには、2つのモードを使用できます。中負荷から重負荷で
は、固定周波数 PWMモードによって、ノイズを最小限に抑えた
スイッチング・ソリューションを実現します。軽負荷では、Burst
Mode 動作を選択できます。出力電圧は、FB3に戻される
(ユー
ザー提供の)抵抗分割器によってプログラムされます。FB3ピン
がリファレンス電圧(0.8V)に安定化するまで、エラーアンプは
分割された出力電圧とリファレンスを比較し、それに応じて、補
償電圧を調節します。昇降圧レギュレータは、電源投入時の突
入電流や電圧オーバーシュートを制限するソフトスタート、短絡
電流保護、放射 EMIを低減するスイッチ・ノードのスルー制限
回路を備えています。
入力電流制限
入力電流制限コンパレータは、電流が2.5A(標準)
を超えると、
入力PMOSスイッチをオフします。2.5Aの入力電流制限により、
接地されたVOUT3 ノードからも保護されます。
出力過電圧保護
FB3ノードを誤ってグランドに短絡させた場合、VIN3 から供
給可能な最大電流に応じて出力が無限に増加する可能性が
あります。LTC3586-2/LTC3586-3は、出力電圧が 5.6V(標準)
を超えると、入力PMOSをシャットオフすることによってこれを
防ぎます。
低出力電圧動作
起動時に出力電圧が 2.65V(標準)
より低いと、Burst Mode 動
作はディスエーブルされ、スイッチDはオフになります
(これに
より、順方向電流がウェル・ダイオードを流れ、逆電流が 0mA
に制限されます)。
昇降圧レギュレータの PWM 動作モード
PWMモードでは、FB3の電圧がリファレンス電圧(0.8V)
と比
較されます。FB3の電圧から、エラーアンプが VC3 に出力され
る誤差信号を生成します。この誤差信号が、スイッチA、B、C
および Dを変調するPWM 波形を制御します。スイッチAとス
イッチB が同期して動作し、スイッチCとスイッチD が同期して
動作します。VIN3 がプログラムされたVOUT3 を大きく上回る
場合、
コンバータは降圧モードで動作します。この場合、
スイッ
チAとスイッチB が変調され、スイッチDは常にオン
(スイッチ
Cは常にオフ)
で、入力電圧をプログラムされた出力まで降圧
します。VIN3 がプログラムされたVOUT3 を大きく下回る場合、
コンバータは昇圧モードで動作します。この場合、スイッチC
358623f
23
LTC3586-2/LTC3586-3
動作
とスイッチD が変調され、スイッチAは常にオン
(スイッチB
は常にオフ)
で、入力電圧をプログラムされた出力まで昇圧し
ます。VIN3 がプログラムされたVOUT3 にほぼ等しい場合、コン
バータは4スイッチ・モードで動作します。この場合、スイッチ
はAD、AC、BDのパターンで順に作動し、入力電圧をプログ
ラムされた出力まで昇圧または降圧します。
昇降圧レギュレータの Burst Mode 動作
Burst Mode 動作では、昇降圧レギュレータはヒステリシスをも
つFB3 電圧アルゴリズムを使って出力電圧を制御します。FET
スイッチングを制限し、ヒステリシスをもった制御ループを使
用することにより、スイッチング損失が大幅に低減されます。こ
のモードでは、出力電流が標準 50mAに制限されます。Burst
Mode 動作中、出力コンデンサはレギュレーション・ポイントよ
りわずかに高い電圧まで充電されます。次いで、昇降圧コン
バータはスリープ状態に入り、その間出力コンデンサが負荷電
流を供給します。入力電流が標準 250mAに達するまでインダ
クタを充電してから逆電流が標準 0mAに達するまでインダク
タを放電することにより、出力コンデンサが充電されます。この
プロセスが、帰還電圧がレギュレーション・ポイントを6mV 上
回る値に充電されるまで繰り返されます。スリープ状態では、
レギュレータの回路のほとんどがパワーダウンするので、バッ
テリの電力を節約することができます。帰還電圧がレギュレー
ション・ポイントを6mV 下回ると、スイッチング・レギュレータ回
路がパワーオンし、新しいバースト・サイクルが開始されます。
レギュレータのスリープ時間は、負荷電流と出力コンデンサの
値に応じて変動します。スリープ時間は負荷電流が増加する
につれて短くなります。電流が50mAより大きいと昇降圧レギュ
レータはスリープ状態になりません。Burst Mode 動作時に負
荷電流がこの値を超えると、出力がレギュレーション状態から
外れます。Burst Mode 動作は、PWMモードに比べて出力リッ
プルが大きくなる代わりに、軽負荷時の効率を大幅に改善し
ます。ノイズに敏感な多くのシステムでは、Burst Mode 動作は
特定の時間帯(ワイヤレス機器の送受信サイクル中)
には望ま
しくないかもしれませんが、他の時間帯(機器が低消費電力の
スタンバイ・モード時)
には最適です。MODEピンを使用して、
いつでもBurst Mode 動作をイネーブルまたはディスエーブルす
ることが可能で、低ノイズ動作と低消費電力動作の両方を必
要なときに実現します。
昇降圧レギュレータのソフトスタート動作
ソフトスタートは、VC3 の最大電圧を0.5ms(標準)
の時間をか
けて徐々に上昇させることによって実行します。VC3 電圧を徐々
に上昇させることによってデューティ・サイクルが制限され、
それ
によってVOUT3 電圧を制限し、起動時の出力オーバーシュー
トを最小限に抑えることができます。ソフトスタート・サイクル
は、昇降圧レギュレータがイネーブルされるたび、またはフォ
ルト状態(サーマル・シャットダウンやUVLO)
が発生した後に
開始されます。ソフトスタート・サイクルは動作モードの変更に
よってトリガされることはありません。このため、Burst Mode 動
作とPWMモードの間の移行時にシームレスな出力動作が行
われます。
同期整流式昇圧 DC/DCスイッチング・レギュレータ
LTC3586-2/LTC3586-3は、真 の 出 力 切 断 機 能 を 持 つ
2.25MHz 固定周波数電流モード同期整流式昇圧スイッチ
ング・レギュレータを内蔵しています。このレギュレータは最小
800mAの出力負荷電流を供給し、最大 5Vの出力電圧までプ
ログラム可能です。コンバータをイネーブルするには、EN4を
H に引き上げます。昇圧レギュレータは、電源投入時の突
入電流や電圧オーバーシュートを制限するソフトスタート、短
絡電流保護、放射 EMIを低減するスイッチ・ノードのスルー
制限回路も搭載しています。
エラーアンプ
昇圧出力電圧は、FB4ピンに戻される
(ユーザー提供の)抵
抗分割器によってプログラムされます。FB4 が 0.8Vにサーボ
制御されるまで、内部で補償されたエラーアンプは、分割され
た出力電圧を0.8Vの内部リファレンスと比較し、それに応じ
て電圧を調節します。
電流制限
無損失電流検出によりNMOSスイッチ電流信号を電圧に変換
して、内部スロープ補償信号に加算します。次いで、この加算さ
れた信号がエラーアンプの出力と比較され、ピーク・コンパレー
タのためのピーク電流制御コマンドを生成します。ピーク・ス
イッチ電流は、出力電圧とは無関係に2.8Aに制限されます。
358623f
24
LTC3586-2/LTC3586-3
動作
ゼロ電流コンパレータ
ゼロ電流コンパレータは出力へのインダクタ電流をモニタし、
この電流が約 65mAまで下がると同期整流器をシャットオフ
します。これにより、インダクタ電流の極性が反転するのを防
止して、軽負荷での効率を改善します。
アンチリンギング制御
アンチリンギング制御回路は、不連続モードでインダクタ電流
がゼロになるときのSWピンの高周波リンギングを防止します。
LとCSW(SW4ピンの容量)
で形成される共振回路の減衰は、
インダクタ両端の150Ω 抵抗をスイッチングすることにより内部
で実現されます。
PMOS 同期整流器
インダクタ電流が暴走しないように、PMOS 同期整流器は
VOUT >(VIN +130mV)
のときだけイネーブルされます。
出力切断と突入電流制限
LTC3586-2/LTC3586-3 昇圧コンバータは、内蔵 PMOS 整流
器のボディ・ダイオードに電流が流れないようにして真の出
力切断ができるように設計されています。シャットダウンの間
VOUT をゼロボルトにすることで、入力ソースから電流を流れ
ないようにすることができます。また、起動時に突入電流を制
限するので、入力電源から見たサージ電流を最小限に抑える
ことができます。出力切断のメリットを生かすには、SW4ピン
とVOUT4 ピンの間に外付けのショットキ・ダイオードを接続し
てはならないことに注意してください。
短絡保護
ほとんどの昇圧コンバータとは異なり、LTC3586-2/LTC3586-3
昇圧コンバータは出力切断機能があるため、出力の短絡を許
容します。極端な過負荷や短絡から保護するための電流制限
フォールドバックやサーマル・シャットダウンなどの機能も内
蔵しています。
VIN > VOUT 時の動作
LTC3586-2/LTC3586-3 昇圧コンバータは、入力電圧が出力電
圧より高くても引き続き電圧レギュレーションを維持します。こ
れは、同期 PMOSのスイッチングを停止し、VIN4 を静的にゲー
トに加えることで実現されます。これで、電流が出力に流れて
いるときはインダクタ電流の勾配が反転するようになります。こ
のモードではPMOSはもはや低インピーダンス・スイッチとして
機能しないので、デバイス内部での電力損失が増加します。そ
のため、効率が急速に低下します
(「標準的性能特性」
の
「昇
圧効率とVIN4」
を参照)。最大出力電流を制限して、許容され
る接合部温度を維持する必要があります。
昇圧のソフトスタート
LTC3586-2/LTC3586-3 昇圧コンバータは、ピーク・インダクタ
電流をゼロから最大値の2.8Aまで約 500µsでゆっくり増加さ
せることによりソフトスタートを実現します。ピーク・インダクタ
電流を徐々に増加させることで、起動時の過渡突入電流が制
限されます。ソフトスタート・サイクルは、昇圧レギュレータがイ
ネーブルされるたび、またはフォルト状態(サーマル・シャット
ダウンやUVLO)
が発生した後に開始されます。
昇圧の過電圧保護
FB4ノードを誤ってグランドに短絡させた場合、VIN4 から供
給可能な最大電流に応じて昇圧コンバータの出力が無限に
増加する可能性があります。LTC3586-2/LTC3586-3は、出力
電圧が 5.5Vを超えると、メイン・スイッチをシャットオフするこ
とによってこれを防ぎます。
358623f
25
LTC3586-2/LTC3586-3
アプリケーション情報
PowerPathコントローラ・アプリケーションのセクション
VBUS とVOUT のバイパス・コンデンサ
CLPROG の抵抗とコンデンサ
LTC3586-2/LTC3586-3と一緒に使用されるコンデンサの種類
と容量の値によって、レギュレータ制御ループの安定性、入力
電圧リップルなど、いくつかの重要なパラメータが決まります。
LTC3586-2/LTC3586-3では、VBUS からVOUT の間に降圧ス
イッチング電源を使用しているので、入力電流の波形には高
周波成分が含まれています。等価直列抵抗(ESR)が小さい
積層セラミック・コンデンサを使ってVBUS をバイパスすること
を強く推奨します。タンタル・コンデンサやアルミ・コンデンサ
はESR が大きいので推奨しません。VBUS のコンデンサの値
により、与えられた負荷電流に対する入力リップルの大きさが
直接制限されます。このコンデンサのサイズを大きくすると入
力リップルが小さくなります。
「高効率スイッチング PowerPathコントローラ」
のセクションで
説明されているように、スイッチング・レギュレータが 1 倍モー
ド
(USB 100mA)、5 倍モード
(USB 500mA)
または10 倍モー
ドのいずれかに設定されているとき、CLPROGピンの抵抗に
よって平均入力電流制限が決まります。入力電流は、VOUT を
ドライブするのに使われる電流とスイッチング・レギュレータ
の静止電流の2つの成分から構成されます。USB 仕様に確
実に準拠させるため、入力電流の両方の成分を考慮する必
要があります。
「電気的特性」
の表で、両方の設定の静止電流
のワーストケース値と、電流制限のプログラミング精度が規定
されています。500mAや100mAの仕様にできるだけ近づけ
るため、1% 抵抗を使用します。IVBUS =IVBUSQ +VCLPROG/
RCLPPROG (h
• CLPROG +1)
であることを思い出してください。
スイッチング・レギュレータが平均入力電流を決定できるよう、
CLPROG 抵抗と並列に平均化コンデンサを接続する必要が
あります。また、電流制限に達したときに、このネットワークに
よって帰還ループの支配的ポールが得られます。安定性を確
保するため、CLPROGのコンデンサは0.1µFでなければなりま
せん。
PowerPathインダクタの選択
PowerPathスイッチング・レギュレータの入力電圧範囲と出力電
圧範囲はどちらも非常に狭いので、LTC3586-2/LTC3586-3は、
3.3µHという特定のインダクタンス値に設計されています。この
アプリケーションに適している小型インダクタをいくつか表 4
に示します。
表 4.PowerPathコントローラの推奨インダクタ
最大 最大
寸法
インダクタの L
IDC
DCR (単位:mm)
種類
(µH) (A) (Ω) (L W H) メーカ
LPS4018
3.3
2.2
0.08
3.9 × 3.9 × 1.7 Coilcraft
www.coilcraft.com
D53LC
DB318C
3.3
3.3
2.26
1.55
0.034
0.070
5×5×3
Toko
3.8 × 3.8 × 1.8 www.toko.com
WE-TPC
Type M1
3.3
1.95
0.065
4.8 × 4.8 × 1.8 Wurth Elektronik
www.we-online.com
CDRH6D12
CDRH6D38
3.3
3.3
2.2
3.5
0.0625 6.7 × 6.7 × 1.5 Sumida
0.020
7×7×4
www.sumida.com
過渡負荷時に大きなVOUT 電圧ステップが発生しないように、
セラミック・コンデンサを使ってVOUT をバイパスすることも推
奨します。出力コンデンサはスイッチング ・レギュレータの補償
に使用されます。VOUT にはESR が小さい、実際の容量が 4µF
以上のコンデンサが必要です。更に容量を増やすと負荷過渡
性能と安定性が改善されます。
積層セラミック・チップ・コンデンサ
(MLCC)
は一般にESR 特
性が非常に優れています。密な基板レイアウトと切れ目のない
グランド・プレーンをMLCCと組み合わせると、非常に良好な
性能が得られ、EMI 放射が低く抑えられます。
いくつかの種類のセラミック・コンデンサを利用できますが、そ
れぞれ特性が大きく異なります。例えば、X7Rセラミック・コ
ンデンサは電圧と温度に対する安定性が最も優れています。
X5Rセラミック・コンデンサのパッキング密度は明らかに高い
のですが、定格電圧範囲と定格温度範囲全体での性能は劣
ります。Y5Vセラミック・コンデンサはパッキング密度が最高
ですが、その容量が電圧に対して極端な非直線性を示すの
で注意して使う必要があります。回路内のセラミック・コンデン
サの実際の容量は、回路で想定される小さなAC 信号を使っ
て測定します。多くのメーカは1V RMSのACテスト信号を使っ
て電圧に対する容量を規定しているので、その結果、アプリ
ケーションでコンデンサが示す容量より大きくなっています。
ユーザーはアプリケーションに近い動作条件を使って測定を
行うか、
またはメーカに実際の容量を問い合わせて、選択した
コンデンサがアプリケーションの要求する最小容量を満たし
ているか判断します。
358623f
26
LTC3586-2/LTC3586-3
アプリケーション情報
バッテリ・チャージャのオーバープログラミング
USBの高電力仕様では、USBポート
(5V • 500mA)から最大
2.5Wを供給できます。PowerPathスイッチング・レギュレータは
VBUS の電圧をBATの電圧をわずかに上回る値に高効率で変
換するとともに、電力をCLPROGでプログラムされた値より下
に制限します。場合によって、バッテリ・チャージャは、USB 仕様
とは無関係に、最大安全充電電流を供給するように、
(PROG
ピンを使用して)
プログラムできます。プログラムされたレート
でバッテリを充電するのに使用できる電流が不足していると、
VOUT のシステム負荷および VBUS 電流制限の条件を満たす
まで、PowerPathレギュレータは充電電流を低減します。バッ
テリ・チャージャの電流を使用可能な量を超えてプログラムし
ても、平均入力電流制限に違反することはありません。それ
は単に、バッテリ・チャージャが利用可能な全電力を使って、
チャージャ内部での電力損失を小さく抑え、できるだけ速く
バッテリを充電できるようにするだけです。
代わりの NTCサーミスタとバイアス
LTC3586-2/LTC3586-3は、接地されたサーミスタおよびバイ
アス抵抗が NTCに接続されていると、温度規定充電を行い
ます。サーミスタの室温抵抗値(R25)
に等しい値のバイアス
抵抗を使うと、上側と下側の温度がそれぞれ約 40 Cと0 Cに
あらかじめプログラムされます
(Vishayの曲線 1のサーミスタ
を想定)。
上側と下側の温度のしきい値はバイアス抵抗の値を変える
か、または第二の調整抵抗を回路に追加することによって調
節できます。バイアス抵抗だけを調節すると、上側または下側
のいずれかのしきい値を変更できますが、両方を変更するこ
とはできません。他方のトリップ・ポイントはサーミスタの特性
によって決まります。調整抵抗に加えてバイアス抵抗を使うと、
上側と下側の温度しきい値の差を縮めることはできないとい
う制約はありますが、上側と下側の温度のトリップ・ポイント
を独立にプログラムできます。各手法の例を下に示します。
NTCサーミスタには、抵抗 - 温度変換表で規定される温度特
性があります。次の例で使用されるVishay-Daleのサーミスタ
NTHS0603N011-N1003Fは、公称値が 100kで、Vishayの曲
線 1の抵抗 - 温度特性に従います。
下記の説明では、以下の表記を使用します。
R25 = 25°Cでのサーミスタの値
RNTC|COLD = 低温トリップ・ポイントでのサーミスタの値
RNTC|HOT = 高温トリップ・ポイントでのサーミスタの値
rCOLD = RNTC|COLD とR25の比
rHOT = RNTC|COLD とR25の比
RNOM = 主サーミスタ・バイアス抵抗(図 6aを参照)
R1 = オプションの温度範囲調整抵抗(図 6bを参照)
LTC3586-2/LTC3586-3の温度条件のトリップ・ポイントは、高
温しきい値の場合 0.349 • VBUS、低温しきい値の場合 0.765 •
VBUSに内部でプログラムされています。
したがって、高温トリッ
プ・ポイントは次の場合に設定されます。
RNTC|HOT
RNOM + RNTC|HOT
• VBUS = 0.349 • VBUS
そして、低温トリップ・ポイントは次の場合に設定されます。
RNTC|COLD
RNOM + RNTC|COLD
• VBUS = 0.765 • VBUS
これらの式を解いてRNTC|COLDとRNTC|HOT を求めると、次の
ようになります。
RNTC|HOT = 0.536 • RNOM
および
RNTC|COLD = 3.25 • RNOM
RNOM をR25に等しいと置くと、上式からrHOT =0.536および
rCOLD =3.25となります。これらの比率をVishayの抵抗 - 温度
曲線 1のグラフに当てはめると、約 40 Cの高温トリップ・ポイン
トおよび約 0 Cの低温トリップ・ポイントが得られます。高温ト
リップ・ポイントと低温トリップ・ポイントの差は約 40 Cです。
358623f
27
LTC3586-2/LTC3586-3
アプリケーション情報
R25と値が異なるバイアス抵抗
(RNOM)
を使って、高温と低
温のトリップ・ポイントをどちらの方向にでも動かすことができ
ます。サーミスタの非直線的振る舞いにより、温度スパンはあ
る程度変化します。次の式を使用してバイアス抵抗の新たな
値を算出できます。
RNOM =
rHOT
• R25
0.536
RNOM =
rCOLD
• R25
3.25
T
LTC3586-2/LTC3586-3
NTC BLOCK
VBUS
0.765 • VBUS
例えば、Vishayの曲線1のサーミスタでトリップ・ポイントを0 C
と45 Cに設定するには、次のように選択します。
RNOM =
R1 = 0.536 • 105k – 0.4368 • 100k = 12.6k
最も近い1%値は12.7kです。最終回路は図6bに示されており、
上側のトリップ・ポイントは45 C、下側のトリップ・ポイントは
0 Cになります。
VBUS
–
0.349 • VBUS
VBUS
RNOM
105k
NTC
–
+
RNTC
100k
3.266 – 0.4368
• 100k = 104.2k
2.714
最も近い1% 値は105kです。
TOO_COLD
5
rCOLD – rHOT
• R25
2.714
R1= 0.536 • RNOM – rHOT • R25
Vishayの曲線 1のR-T 特性から、60 CでのrHOT は0.2488に
なります。上記の式を使用して、RNOM は46.4kに設定されます。
このRNOM の値では、低温トリップ・ポイントは約 16 Cになり
ます。スパンは上記の40 Cではなく44 Cになることに注目し
RNOM
100k
NTC
高温と低温のトリップ・ポイントは、図6bに示されているように、
追加のバイアス抵抗を使って独立にプログラムすることができ
ます。次の式を使用して、RNOMとR1の値を算出できます。
RNOM =
ここで、rHOT および rCOLD は、所望の高温トリップ・ポイントお
よび低温トリップ・ポイントでの抵抗の比率です。これらの式
は関連していることに注意してください。したがって、2つのト
リップ・ポイントの片方だけを選択することが可能で、他方はデ
バイスに組み込まれているデフォルトの比によって決まります。
高温トリップ・ポイントを60 Cにしたい場合の例を検討します。
VBUS
てください。これは、絶対温度が上昇するに従ってサーミスタ
の
「温度利得」
が低下するからです。
0.765 • VBUS
–
TOO_COLD
5
+
R1
12.7k
–
TOO_HOT
+
LTC3586-2/LTC3586-3
NTC BLOCK
T
RNTC
100k
0.349 • VBUS
TOO_HOT
+
+
+
NTC_ENABLE
0.017 • VBUS
NTC_ENABLE
–
0.017 • VBUS
–
358623 F06b
358623 F06a
(6a)
(6b)
図 6.NTC 回路
358623f
28
LTC3586-2/LTC3586-3
アプリケーション情報
USB の突入電流制限
携帯機器にUSBケーブルを差し込むとき、ケーブルのインダ
クタンスと高いQの入力セラミック・コンデンサによってL-C
共振回路が形成されます。ケーブルの相互カップリングが適
切でない場合やケーブルのインピーダンスが高くない場合、
USB 電圧がセトリングする前に機器の入力の電圧が USB 電
圧の2 倍(約 10V)
に達することがあります。実際、多くのセラ
ミック・コンデンサは電圧係数(非直線性)
が高いので、電圧
が USB 電圧の2 倍を超える可能性さえあります。活線挿入時
に過度の電圧によってLTC3586-2/LTC3586-3 が損傷しない
ように、VBUS ピンからLTC3586-2/LTC3586-3に電圧係数の
小さいコンデンサを接続するのが最善です。これはアプリケー
ションが要求するよりも高い電圧定格のMLCCコンデンサを
選択することによって実現できます。例えば、小型の0805ケー
スに入った6.3V、X5R、10µFコンデンサよりも1206ケースに
入った16V、X5R、10µFコンデンサを選択する方がより確実
です。
代わりに、図 7のソフト接続回路を使用することができます。こ
の回路では、ケーブルが最初に接続されたときにコンデンサ
C1 が MP1をオフに保ちます。C1は最終的にUSB 入力電圧ま
で充電され始め、MP1に印加するゲート電圧を上昇させます。
R1とC1の大きな時定数によってケーブル内での急速な電流
の生成が防止されるので、共振によるオーバーシュートが抑
えられます。
バッテリ・チャージャの安定性に関する検討事項
LTC3586-2/LTC3586-3のバッテリ・チャージャは、定電圧と定
電流両方の制御ループを備えています。定電圧ループはバッ
テリが低インピーダンスのリードで接続されているときは補償
なしでも安定しています。ただし、リードが長すぎると、十分大
きな直列インダクタンスが加わり、BAT からGNDに少なくとも
1µFのバイパス・コンデンサが必要になることがあります。更に、
MP1
Si2333
5V USB
INPUT
VBUS
C1
100nF
USB CABLE
R1
40k
C2
10µF
LTC3586-2/
LTC3586-3
GND
358623 F07
図 7.USBソフト接続回路
バッテリが取り外されたときは、BAT からGNDに4.7µFのコン
デンサを0.2Ω ∼ 1Ωの抵抗と直列に接続し、リップル電圧を
低く保つ必要があります。
容量が大きくESR が小さな多層セラミック・チップ・コンデン
サは、定電圧ループの位相マージンを下げるので、不安定性
を生じる可能性があります。22µFまでのセラミック・コンデン
サをバッテリと並列に接続できますが、コンデンサの容量が
大きい場合には0.2Ω ∼ 1Ωの直列抵抗を使用してデカップル
する必要があります。
定電流モードでは、バッテリ電圧ではなくPROGピンが帰還
ループを構成します。PROGピンのどんな容量によっても追
加のポールが生じるので、このピンの容量を最小に抑える必
要があります。PROGピンに容量が追加されなければ、最大
25kまでのプログラム抵抗の値でバッテリ・チャージャは安
定です。ただし、このノードに容量が追加されると、最大許容
プログラム抵抗が減少します。PROGピンのポール周波数は
100kHzより高く保つ必要があります。従って、PROGピンに寄
生容量(CPROG)がある場合、次式を使用してRPROG の最大
抵抗値を計算します。
RPROG ≤
1
2π • 100kHz • CPROG
降圧レギュレータ・アプリケーションのセクション
降圧レギュレータのインダクタの選択
多くのメーカからサイズや形の異なるインダクタが豊富に提供
されています。このように多様なデバイスから最適なインダクタ
を選択するのは容易ではありませんが、いくつかの基本的ガイ
ドラインに従うと、選択過程がはるかに簡単になります。
降圧コンバータは2.2µH ∼ 10µHの範囲のインダクタで動作
するように設計されています。ほとんどのアプリケーションで、
両方の降圧レギュレータに4.7µHのインダクタを推奨します。
大きな値のインダクタでは、
リップル電流が減少し、出力リップ
ル電圧が改善されます。小さな値のインダクタでは、リップル
電流が増大し、トランジェント応答時間が改善されます。効率
を最大化するため、DC 抵抗の低いインダクタを選択します。
1.2Vの出力では、400mAの負荷電流で100mΩの直列抵抗
の場合、効率は約 2% 減少し、100mAの負荷電流で300mΩ
の直列抵抗の場合、約 2% 減少します。インダクタが通常動作
358623f
29
LTC3586-2/LTC3586-3
アプリケーション情報
時に飽和しないようにするため、DC 電流定格が最大負荷電
流の少なくとも1.5 倍あるインダクタを選択します。出力に短絡
状態が生じる可能性があれば、インダクタは降圧コンバータ
の規定最大ピーク電流を扱える定格のものにします。
降圧レギュレータの入力 / 出力コンデンサの選択
LTC3586-2/LTC3586-3の降圧レギュレータに使用できるいく
つかのインダクタを表 5に示します。これらのインダクタは電流
定格、DCRおよび物理的サイズのバランスがうまく取れてい
ます。インダクタの全製品の詳細については各メーカへお問
い合わせください。
表 6. 推奨されるセラミック・コンデンサ・メーカ
降圧レギュレータの出力と各降圧レギュレータの入力電源
(VIN1とVIN2)
のいずれにも、ESR(等価直列抵抗)が小さい
MLCCコンデンサを使用します。X5RとX7Rのセラミック・コ
ンデンサは、他のタイプのセラミック・コンデンサに比べて広
コアの材質と形状が異なると、インダクタのサイズ/ 電流の関
い電圧範囲と温度範囲で容量を維持するため、X5Rまたは
係および価格 / 電流の関係が変化します。フェライトやパー
X7Rのみを使用します。ほとんどのアプリケーションでは10µF
マロイを素材とするトロイド・コアやシールドされたポット型コ
の出力コンデンサで十分です。
優れたトランジェント応答と安
アは小型で、エネルギー放射は大きくありませんが、同等の
定性を実現するためには、全動作温度範囲と全バイアス電圧
電気的特性を有する鉄粉コアのインダクタより通常は高価
範囲にわたって、出力コンデンサが 4µF 以上の容量を維持す
です。非常に薄いか、体積が非常に小さいインダクタは一般
る必要があります。各降圧レギュレータの入力電源は、1µFの
にコア損失とDCR 損失が非常に大きく、最高の効率は得ら
れません。多くの場合、使用するインダクタの種類の選択は、 コンデンサを使ってバイパスする必要があります。セラミック・
コンデンサの種類と仕様の詳細についてはコンデンサ・メー
LTC3586-2/LTC3586-3の動作条件よりも、価格とサイズ/ 性
カへお問い合わせください。高さに制約のあるデザインに最
能や放射 EMIの条件に依存します。
適な、非常に薄い
(高さが 1mm 未満)
セラミック・コンデンサ
インダクタ値はBurst Mode 動作にも影響を与えます。インダク
が多くのメーカから提供されています。セラミック・コンデンサ
タの値が小さいと、Burst Modeのスイッチング周波数が高くな
のメーカ数社を表 6に示します。
ります。
表 5. 降圧レギュレータ向け推奨インダクタ
最大 最大
寸法
インダクタの
L
IDC
DCR (単位:mm)
種類
(µH) (A) (Ω) (L W H) メーカ
0.072* 3.0 × 2.8 × 1.8 Toko
www.toko.com
0.13* 3.0 × 2.8 × 1.2
DE2818C
4.7
1.25
DE2812C
4.7
1.15
CDRH3D16
4.7
0.9
0.11
SD3118
4.7
1.3
SD3112
4.7
0.8
0.162 3.1 × 3.1 × 1.8 Cooper
www.cooperet.com
0.246 3.1 × 3.1 × 1.2
LPS3015
4.7
1.1
* 標準的 DCR
0.2
4 × 4 × 1.8
Sumida
www.sumida.com
3.0 × 3.0 × 1.5 Coilcraft
www.coilcraft.com
AVX
www/avxcorp.com
Murata
www.murata.com
Taiyo Yuden
www.t-yuden.com
Vishay Siliconix
www.vishay.com
TDK
www.tdk.com
昇降圧レギュレータ・アプリケーションのセクション
昇降圧レギュレータのインダクタの選択
昇降圧のインダクタの選択基準は降圧スイッチング・レギュ
レータの場合と似ています。昇降圧コンバータは1µH ∼ 5µH
の範囲のインダクタで動作するように設計されています。ほと
んどのアプリケーションでは2.2µHのインダクタで十分です。
インダクタが通常動作時に飽和しないようにするため、DC 電
流定格が最大負荷電流の少なくとも2 倍あるインダクタを選
択します。出力に短絡状態が生じる可能性があれば、インダク
タは昇降圧コンバータの規定最大ピーク電流を扱える定格の
ものにします。
LTC3586-2/LTC3586-3の昇降圧レギュレータに使用できるい
くつかのインダクタを表 7に示します。これらのインダクタは電
流定格、DCRおよび物理的サイズのバランスがうまく取れて
います。インダクタの全製品の詳細については各メーカへお問
い合わせください。
358623f
30
LTC3586-2/LTC3586-3
アプリケーション情報
表 7. 昇降圧レギュレータ向け推奨インダクタ
最大 最大
寸法
インダクタの
L
IDC DCR (単位:mm)
種類
(µH) (A) (Ω) (L W H) メーカ
LPS4018
3.3
2.2
2.2
2.5
0.08
0.07
3.9 × 3.9 × 1.7 Coilcraft
3.9 × 3.9 × 1.7 www.coilcraft.com
D53LC
2.0
3.25
0.02
5.0 × 5.0 × 3.0 Toko
www.toko.com
7440430022
2.2
2.5
0.028 4.8 × 4.8 × 2.8 Würth-Elektronik
www.we-online.com
CDRH4D22/
HP
2.2
2.4
0.044 4.7 × 4.7 × 2.4 Sumida
www.sumida.com
SD14
2.0
2.56 0.045
5.2 × 5.2 ×
1.45
Cooper
www.cooperet.com
昇降圧レギュレータの入力 / 出力コンデンサの選択
昇降圧レギュレータの出力
(VOUT3)
と昇降圧レギュレータの
入力電源(VIN3)
のいずれにも、低 ESRのセラミック・コンデン
サを使用します。先述したとおり、X5RとX7Rのセラミック・コ
ンデンサは、他のタイプのセラミック・コンデンサに比べて広
い電圧範囲と温度範囲で容量を維持するため、X5Rまたは
X7Rのみを使用します。ほとんどのアプリケーションでは22µF
の出力コンデンサで十分です。昇降圧レギュレータの入力電
源は、2.2µFのコンデンサを使ってバイパスする必要がありま
す。推奨するセラミック・コンデンサ・メーカについては、表 6を
参照してください。
昇降圧レギュレータの出力電圧のプログラミング
昇降圧レギュレータの出力電圧は、2.75Vより高く5.5Vより低
い値にプログラムできます。フルスケール出力電圧は、VOUT3
ピンからFB3ピンに接続される抵抗分割器を使用して、次の
ようにプログラムします。
 R1 
VOUT3 = VFB3  + 1
 R2 
ここで、VFB3 は0.8Vです。図 8または9を参照してください。
帰還ループを閉じる
LTC3586-2/LTC3586-3は、電圧モードのPWM 制御を備えて
います。出力利得の制御は動作領域(降圧、昇圧、昇降圧)
に
従って変化しますが、通常は20を超えることはありません。出
力フィルタは、次式で与えられる2ポール応答特性を示します。
fFILTER _ POLE =
1
Hz
2 • π • L • COUT
ここで、COUT は出力フィルタ・コンデンサです。
出力フィルタのゼロは次式で与えられます。
fFILTER _ ZERO =
1
2 • π • RESR • COUT
Hz
ここで、RESR はコンデンサの等価直列抵抗です。
昇圧モードで面倒なのは右半平面(RHP)
のゼロで、次式で
与えられます。
fRHPZ =
VIN2
Hz
2 • π •IOUT • L • VOUT
ループ利得は一般にRHPのゼロの周波数より前でロールオフ
します。
簡単なタイプ Iの
(図 8に示されているような)補償ネットワー
クを組み込んでループを安定化することができますが、その
代わりに帯域幅が減少し、トランジェント応答速度が低下し
ます。適切な位相マージンを確保するには、ループはLCのダ
ブル・ポールより1 桁下の周波数でユニティゲインと交差する
必要があります。
タイプ Iの補償を備えたエラーアンプのユニティゲイン周波数
は次式で与えられます。
fUG =
1
Hz
2 • π • R1• CP1
ほとんどのアプリケーションでは出力フィルタのコンデンサを
小さくできるようにトランジェント応答の改善を必要とします。
帯域幅を広げるにはタイプIIIの補償が必要です。
ダブル・ポー
ル応答を補償するには2つのゼロが必要です。タイプ IIIの補
償は起動状態の間に見られるVOUT3 のオーバーシュートも低
減します。
358623f
31
LTC3586-2/LTC3586-3
アプリケーション情報
図9に示されている補償ネットワークの伝達関数は次のように
なります。
R1+ R3
VC3
=
VOUT3 R1• R3 • C1
•

1
1  

 s +
 •  s +
R2 • C2 
(R1+ R3) • C3 
C1+ C2  
1 

s•s+
• s+
 R2 • C1• C2   R3 • C3 
タイプ IIIの補償ネットワークはLCダブル・ポールより高い周波
数に位相バンプを生じさせようと試みます。これにより、システ
ムはLCダブル・ポールの後でユニティゲインと交差することが
でき、高い帯域幅を実現できます。LCダブル・ポールの後で交
差しようと試みる一方で、システムは昇圧の右半平面のゼロよ
り前でクロスオーバーする必要があります。右半平面のゼロよ
り十分前にユニティゲインに達しないと、右半平面のゼロから
–90 の位相と組み合わされた、LCダブル・ポールから–180 の
位相により、補償回路の位相バンプが打ち消されます。
補償回路のゼロはLCダブル・ポールの前か、またはわずかに
後のどちらかにくるようにして、補償ネットワークのそれらの正
位相の寄与により、フィルタのダブル・ポールに生じる–180 が
オフセットされるようにします。ただし、それらが低すぎる周波
数に置かれると、システムの利得が大きくなりすぎ、クロスオー
バー周波数が高くなりすぎます。2つの高周波数ポールは、ゼ
ロによって生じる位相バンプの間で、
しかも昇圧の右半平面の
ゼロより前でシステムがユニティゲインと交差するように、また、
補償回路の帯域幅がエラーアンプの帯域幅(標準 900kHz)
よ
り小さくなるように配置します。補償ネットワークの利得がエ
ラーアンプの利得より大きいと、エラーアンプはもはや理想オ
ペアンプとして機能せず、利得のクロスオーバーが生じるとこ
ろに別のポールが生じ、合計補償利得はアンプのそれを超え
ません。
3.3V出力のタイプ IIIの推奨補償部品は次のとおりです。
R1:324k
RFB:105k
C1:10pF
R2:15k
C2:330pF
R3:121k
C3:33pF
COUT:22µF
LOUT:2.2µH
昇圧レギュレータ・アプリケーションのセクション
昇圧レギュレータのインダクタの選択
昇圧コンバータは1µH ∼ 5µHの範囲のインダクタで動作す
るように設計されています。ほとんどのアプリケーションでは
2.2µHのインダクタで十分です。大きな値のインダクタでは、イ
ンダクタ・リップル電流が減少し、出力電流能力が向上します。
ただし、大きすぎるインダクタを使うと、右半平面のゼロを遠く
内側に押しやり、ループが不安定になる可能性があります。小
さな値のインダクタでは、リップル電流が増大し、トランジェン
ト応答時間が改善されます。推奨インダクタについては、表 7
を参照してください。
昇圧レギュレータの入力 / 出力コンデンサの選択
昇圧レギュレータの出力
(VOUT4)
と昇圧レギュレータの入力
電源(VIN4)
のいずれにも、ESR(等価直列抵抗)
が小さいセラ
ミック・コンデンサを使用します。X5RとX7Rのセラミック・コ
ンデンサは、他のタイプのセラミック・コンデンサに比べて広
い電圧範囲と温度範囲で容量を維持するため、X5Rまたは
X7Rのみを使用します。全温度範囲と全負荷範囲にわたって
昇圧コンバータの出力電圧の安定性を確保するには、定格出
力電圧で10µF以上の出力容量が必要です。推奨するセラミッ
ク・コンデンサ・メーカについては、表 6を参照してください。
358623f
32
LTC3586-2/LTC3586-3
アプリケーション情報
+
ERROR
AMP
昇圧レギュレータの出力電圧のプログラミング
VOUT3
0.8V
昇圧レギュレータの出力電圧は最大5Vまでプログラムできます。
出力電圧は、VOUT4 ピンからFB4ピンに接続される抵抗分割
器を使用して、次のようにプログラムします。
R1
FB3
–
CP1
VC3
R2
 R1 
VOUT4 = VFB4  +1
 R2 
358623 F08
図 8.タイプ I の補償を備えたエラーアンプ
ここで、VFB4 は0.8Vです。図 10を参照してください。
VOUT3
+
ERROR
AMP
0.8V
R1
R3
FB3
C3
–
VC3
R2
C2
RFB
C1
プリント回路基板レイアウトに関する検討事項
358623 F09
図 9.タイプ III の補償を備えたエラーアンプ
L
VIN4
SW4
LTC3586-2/
LTC3586-3
VOUT4
CPL
R1
R1の標準値は、40k ∼ 1Mです。抵抗が小さすぎると帰還ネット
ワークの静止電流が大きくなり、低電流での効率が下がること
があります。抵抗が大きすぎると、FB4ピンの容量と結合して追
加のポールを生じ、ループが不安定になることがあります。R1と
R2に大きな値を選択すると、R1 両端の位相リード・コンデンサ
CPL がトランジェント応答を改善することができます。CPL の推
奨値は2pF ∼ 10pFです。
あらゆる条件において最大電流を供給できるようにするた
めには、LTC3586-2/LTC3586-3のパッケージ裏面の露出
パッドをPC 基板のグランドに半田付けすることが重要です。
パッケージ裏面の露出パッドと銅基板の間の熱接触が良く
ないと、熱抵抗が大きくなります。
COUT
FB4
R2
358623 F10
図 10. 昇圧コンバータのアプリケーション回路
358623f
33
LTC3586-2/LTC3586-3
アプリケーション情報
更に、高周波のスイッチング回路を搭載しているので、入
力コンデンサ、インダクタ、出力コンデンサをLTC3586-2/
LTC3586-3に で きる だ け 近 づ け て 配 置 し、LTC3586-2/
LTC3586-3とすべての外付け高周波部品の下を切れ目のな
いグランド・プレーンにしなければなりません。LTC3586-2/
LTC3586-3のVBUS、VIN1、VIN2、VIN3、VOUT3、VOUT4 電流
のような高周波電流は、グランド・プレーンに沿って、直接戻
る経路から基板上面の入力経路の直下のミラー・パスに至る
まで、無数の経路を流れる傾向があります。グランド・プレー
ンにその層の別のトレースによるスリットやカットがあると、電
流はスリットの周辺に沿って流れるように強制されます。高周
波電流が自然な最小面積の経路を通って流れることが許さ
れないと、過度の電圧が生じて放射エミッションが起きます。
パッケージの接地された裏面の真下に一群のビアを配置し、
内部のグランド・プレーンに直接接続する必要があります。寄
生インダクタンスを最小限に抑えるため、グランド・プレーンは
PC 基板の2 番目の層に配置します。
外付け理想ダイオード・コントローラのGATEピンは、
ドライブ
電流が非常に制限されています。隣接するPC 基板のトレース
へのリークを最小限に抑えるよう注意する必要があります。こ
のピンから100nA がリークすると、15mVの理想ダイオードに
約 10mVのオフセットが追加されます。リークを最小限に抑え
るために、PC 基板上のトレースをVOUT に接続されたメタル
で囲むことによってガードすることができます。この電圧は、一
般にGATE 電圧より1ボルト以上高くならないようにします。
358623 F11
図 11. 高周波グランド電流はその入力経路に沿って流れる。グ
ランド・プレーンの切れ込みによって高電圧が生じ、電磁放射
が増加する。
358623f
34
LTC3586-2/LTC3586-3
パッケージ
最新のパッケージ図面については、http://www.linear-tech.co.jp/designtools/packaging/をご覧ください。
UFE Package
38-Lead Plastic QFN (4mm × 6mm)
(Reference LTC DWG # 05-08-1750 Rev B)
0.70 ±0.05
4.50 ± 0.05
3.10 ± 0.05
2.40 REF
2.65 ± 0.05
4.65 ± 0.05
パッケージの外形
0.20 ±0.05
0.40 BSC
4.40 REF
5.10 ± 0.05
6.50 ± 0.05
推奨する半田パッドのピッチと寸法
半田付けされない領域には半田マスクを使用する
4.00 ± 0.10
ピン 1 のノッチ
R=0.30(標準)
または 0.35 45
の面取り
R = 0.10
TYP
0.75 ± 0.05
2.40 REF
37
38
0.40 ± 0.10
ピン 1 の
トップ・
マーキング
(NOTE 6)
1
2
4.65 ± 0.10
4.40 REF
6.00 ± 0.10
2.65 ± 0.10
(UFE38) QFN 0708 REV B
0.200 REF
0.00 – 0.05
0.20 ± 0.05
0.40 BSC
R = 0.115
TYP
露出パッドの底面
NOTE:
1. 図は JEDEC のパッケージ外形ではない
2. 図は実寸とは異なる
3. 全ての寸法はミリメートル
4. パッケージ底面の露出パッドの寸法にはモールドのバリを含まない。
モールドのバリは
(もしあれば)各サイドで 0.15mm を超えないこと
5. 露出パッドは半田メッキとする
6. 灰色の部分はパッケージのトップとボトムのピン 1 の位置の参考に過ぎない
358623f
リニアテクノロジー・コーポレーションがここで提供する情報は正確かつ信頼できるものと考えておりますが、その使用に関する責務は
一切負いません。また、ここに記載された回路結線と既存特許とのいかなる関連についても一切関知いたしません。なお、日本語の資料は
あくまでも参考資料です。訂正、変更、改版に追従していない場合があります。最終的な確認は必ず最新の英語版データシートでお願いいたします。
35
LTC3586-2/LTC3586-3
標準的応用例
ウォッチドッグ・マイクロコントローラの動作
USB/WALL
4.5V TO 5.5V
35, 36
C1
22µF
100k
5
29
T
4
2k
0.1µF
SW
VBUS
VOUT
GATE
NTC
BAT
PROG
CLPROG
GND
2.94k
CHRG
VOUT3
LTC3586-2
LTC3586-3
3.3V, 20mA
3
LDO3V3
1µF
10k
38
HOUSEKEEPING
MICROCONTROLLER
4
AUDIO/
MOTOR DRIVE
2
1, 2
9
ILIM
MODE
SWAB3
VIN3
SW2
6, 7
10pF
88.7k
10
16.9k
TO OTHER
LOADS
34
31
MP1
32
+
39
Li-Ion
3.3V
1A
10pF
12
15k
121k
324k
22µF
11
L2
2.2µH
13
2.2µF
105k
14, 15
25
1.8V
400mA
L3 4.7µH
1.02M
23
SW1
10µF
1µF
24
26
FB1
28
MICROPROCESSOR
1.6V
400mA
L4 4.7µH
FB4
806k
I/O/MEMORY
10pF
806k
VIN2
SYSTEM RAIL/
I/O
33pF
330pF
806k
C1, C2: TDK C2012X5R0J226M
L1: COILCRAFT LPS4018-332LM
L2, L5: TOKO 1098AS-2R2M
L3, L4: TOKO 1098AS-4R7M
MP1: SILICONIX Si2333
RED
30
EN
VOUT4
510Ω
C2
22µF
16, 17
FB3
19
SWCD3
FB2
18, 20, 21, 33
5V
800mA
22µF
FAULT
VC3
L1
3.3µH
37
CORE
10pF
10µF
1µF
27
VIN1
VIN4 22
L5
2.2µH
SW4
10µF
8
358623 TA02
関連製品
製品番号
LTC3555
LTC3556
LTC3566
LTC3586/
LTC3586-1
説明
I2Cで制御される高効率 USB パワー
マネージャおよびトリプル降圧 DC/DC
注釈
USBポートから利用可能な電力を最大化、Bat-Track、
「瞬時オン」動作、
充電電流:最大 1.5A、3.3V/25mA 常時オンLDO、3 個の同期整流式降圧
レギュレータ、1 個の1A 昇降圧レギュレータ、4mm 5mm QFN28 パッケージ
高効率 USB パワーマネージャおよび
USBポートから利用可能な電力を最大化、Bat-Track、
「瞬時オン」動作、
デュアル降圧 DC/DCおよび
充電電流:最大 1.5A、3.3V/25mA 常時オンLDO、2 個の400mA 同期整流式降圧
昇降圧 DC/DC
レギュレータ、1 個の1A 昇降圧レギュレータ、4mm 5mm QFN28 パッケージ
リチウムイオン/ポリマー・チャージャ、
多機能 PMIC:スイッチ・モード・パワーマネージャおよび
1A 昇降圧コンバータおよび LDOを
1A 昇降圧レギュレータ+LDO、最大 1.5Aにプログラム可能なACアダプタ入力から
搭載したスイッチング USB パワー
の充電電流、サーマル・レギュレーション同期整流式昇降圧コンバータの
マネージャ
効率:>95%、4mm 4mm QFN24 パッケージ
リチウムイオン/ポリマー・チャージャ、
完全な多機能 PMIC:スイッチング・パワー・マネージャ、1A 昇降圧+2 個の降圧+
1A 昇降圧コンバータ+デュアル同期整 昇圧+LDO、同期整流式降圧 / 昇降圧コンバータの効率:>95%、充電電流 1.5A、
流式降圧コンバータ+昇圧コンバータ+ LTC3586-1 バージョンは4.1VのVFLOAT を搭載、4mm 6mm QFN38 パッケージ
LDOを搭載したスイッチング USB パワー
マネージャ
358623f
36
リニアテクノロジー株式会社
〒102-0094 東京都千代田区紀尾井町3-6紀尾井町パークビル8F
TEL 03-5226-7291 ● FAX 03-5226-0268 ● www.linear-tech.co.jp
LT 0312 • PRINTED IN JAPAN
 LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2012