LT3517 スイッチ電流が1.5Aの フル機能LEDドライバ 特長 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 概要 5000：1のTrue Color PWM™調光比 1.5A、 45Vスイッチを内蔵 100mVハイサイド電流センス オープンLED保護 調整可能な周波数：250kHz∼2.5MHz LT®3517は、LEDをドライブするために設計された1.5A、45V スイッチ内蔵の電流モードDC/DCコンバータです。 このデバイ スは昇圧、降圧および昇降圧モードでLEDドライバとして動 作します。従来の電圧ループと独自の電流ループを組み合わ せることにより、定電流源または定電圧源として動作します。 スイッチング周波数をプログラム可能なので、効率または部品 サイズに合わせて外付け部品を最適化することができます。 スイッチング周波数は外部クロック信号に同期可能で、LED 電流は100mVセンス抵抗を使用して外部設定できます。外部 PWM入力は最大5000：1のLED調光を行います。CTRLピンを 使用して10：1の調光比を実現することもできます。 広い入力電圧範囲： 3V∼30Vで動作 40Vまでの過渡保護 昇圧、降圧および昇降圧モードで動作 PMOS LED切断用ゲートドライバ 定電流および定電圧レギュレーション CTRLピンにより、10：1のアナログ調光を実現 低いシャットダウン電流：< 1μA 4mm×4mm 16ピンQFNパッケージと 16ピンTSSOPパッケージ LT3517は実装面積の小さい16ピンQFN（4mm 4mm）パッ ケージと16ピンTSSOPパッケージで供給されます。 このデバイ スは定電圧アプリケーションと定電流アプリケーションのどち らにも完全なソリューションを提供します。 アプリケーション 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。True Color PWM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。7199560、7321203および7746300を含む米国特許に よって保護されています。 ディスプレイ・バックライト 車載およびアビオニクス照明 ■ イルミネーション ■ スキャナー ■ ■ 標準的応用例 1A降圧モードLEDドライバ 効率 100 VIN 3.3V 2.2µF 100mΩ 2.2µF 1A ISP ISN TG 15µH SW VIN SHDN LT3517 80 70 60 VREF CTRL FB PWM PWM SS 50 SYNC RT TGEN VREF VC GND 40 0.1µF CTRL = VREF 90 EFFICIENCY (%) PVIN 24V 10µF 16.9k 1MHz 0.1µF 0 20 40 60 80 PWM DUTY CYCLE (%) 100 3517 TA01b 3517 TA01a 3517fg 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 1 LT3517 絶対最大定格 （Note 1） VIN、SHDN、PWM、TGEN（Note 3）........................................ 40V SW、ISP、ISN、 TG ................................................................. 45V ISPより下のTGピン............................................................. 10V FB、 SYNC、SS、CTRL .............................................................. 6V VC、 RT、VREF........................................................................... 3V 動作接合部温度範囲（Note 2、4） LT3517E ......................................................... −40℃～125℃ LT3517I .......................................................... −40℃～125℃ LT3517H......................................................... −40℃～150℃ 保存温度範囲 QFN ................................................................ −65℃～150℃ TSSOP ........................................................... −65℃～150℃ リード温度（半田付け、10秒） TSSOP ..........................................................................300℃ ピン配置 VREF 3 RT 4 SYNC 5 SS 6 11 TGEN PWM 7 10 FB CTRL 8 9 TGEN 16 15 14 13 12 FB SW 1 14 TG 17 ISN 15 SW SW 2 13 ISP 12 ISN 11 VC 17 GND VIN 3 10 CTRL SHDN 4 VC 9 5 6 7 8 SS 2 SYNC SHDN TG 16 SW RT 1 VREF VIN ISP TOP VIEW TOP VIEW PWM UF PACKAGE 16-LEAD (4mm × 4mm) PLASTIC QFN FE PACKAGE 16-LEAD PLASTIC TSSOP TJMAX = 125°C, θJA = 36°C/W EXPOSED PAD (PIN 17) IS GND, MUST BE SOLDERED TO PCB TJMAX = 150°C, θJA = 40°C/W, θJC(PAD) = 10°C/W 発注情報 鉛フリー仕様 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 LT3517EUF#PBF LT3517EUF#TRPBF 3517 16-Lead (4mm × 4mm) Plastic QFN –40°C to 125°C LT3517IUF#PBF LT3517IUF#TRPBF 3517 16-Lead (4mm × 4mm) Plastic QFN –40°C to 125°C LT3517HUF#PBF LT3517HUF#TRPBF 3517 16-Lead (4mm × 4mm) Plastic QFN –40°C to 150°C LT3517EFE#PBF LT3517EFE#TRPBF 3517FE 16-Lead Plastic TSSOP –40°C to 125°C LT3517IFE#PBF LT3517IFE#TRPBF 3517FE 16-Lead Plastic TSSOP –40°C to 125°C LT3517HFE#PBF LT3517HFE#TRPBF 3517FE 16-Lead Plastic TSSOP –40°C to 150°C さら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。 *温度グレードは出荷時のコンテナのラベルで識別されます。 非標準の鉛ベース仕様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。 鉛フリー仕様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。 3517fg 2 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 LT3517 電気的特性 ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25℃での値。 （Note 2）注記がない限り、VIN = 5V、SHDN = 5V、PWM = 5V。 PARAMETER CONDITIONS MIN TYP Minimum VIN Operating Voltage MAX 3 Maximum VIN Operating Voltage Continuous Operation (Note 3) Current Sense Voltage (VISP – VISN) VCTRL = 2V, VISP = 24V, VC = 1V VCTRL = 2V, VISP = 0V, VC = 1V 10% Scale Current Sense Voltage (VISP – VISN) VCTRL = 100mV, VISP = 24V, VC = 1V 30 ● 96 UNITS V V 100 100 103 9 mV mV mV Current Sense Voltage Line Regulation 2V < VISP < 45V 0.03 VIN Supply Current PWM > 1.5V, VC = 0V PWM = 0V SHDN = 0V 6 4.5 0.1 10 1 mA mA µA 1 2.5 250 1.15 2.7 270 MHz MHz kHz Switching Frequency RT = 16.7k RT = 4.03k RT = 91.5k l 0.85 2.25 220 RT Voltage 1 Soft-Start Pin Current SS = 0.5V, Out of Pin SYNC Pull-Down Current (Into the Pin) VSYNC = 2V 6 9 1.5 RT = 91.5k (250kHz) SYNC = 300kHz Clock Signal, RT = 91.5k RT = 16.7k (1MHz) RT = 4.03k (2.5MHz) l Switch Current Limit 95 94 85 1.5 Switch VCESAT ISW = 1A Switch Leakage Current VSW = 45V, PWM = 0V CTRL Input Bias Current Current Out of Pin, VCTRL = 0.1V 1.9 % % % % 2.3 2 µA 100 nA µS 1000 PWM = 0V, VC = 1V FB Pin Input Bias Current Current Out of Pin, VFB = 0.5V FB Pin Threshold –20 l ISP , ISN Idle Input Bias Current PWM = 0V, ISP = ISN = 24V ISP , ISN Full-Scale Input Bias Current ISP Tied to ISN, VISP = 24V, VCTRL = 2V SHDN Voltage High 0.98 20 nA 20 100 nA 1.01 1.04 V 300 nA SHDN Pin Bias Current V 60 l 0.45 0.40 V V 100 µA 1.2 V –40°C ≤ TJ ≤ 125°C 125°C < TJ ≤ 150°C PWM Pin Bias Current µA 1.2 –40°C ≤ TJ ≤ 125°C 125°C < TJ ≤ 150°C PWM Input High Voltage kΩ 0 20 l A mV 550 VC Idle Input Bias Current PWM Input Low Voltage 97 96 90 74 20 VC Output Impedance V V 300 Error Amplifier Transconductance µA µA 0.4 SYNC Input High SHDN Voltage Low V 12 60 SYNC Input Low Maximum Duty Cycle %/V 60 0.45 0.40 V V 120 µA 3517fg 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 3 LT3517 電気的特性 ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25℃での値。 （Note 2）注記がない限り、VIN = 5V、SHDN = 5V、PWM = 5V。 PARAMETER CONDITIONS MIN TGEN Input High Voltage TYP MAX UNITS 1.5 V TGEN Input Low Voltage 0.4 V 100 200 µA 2 2.04 V 0.03 %/V TGEN Pin Bias Current TGEN = 5V VREF Pin Voltage IREF = –100µA VREF Pin Voltage Line Regulation 3V < VIN < 40V Gate Turn-On Delay CLOAD = 1nF Between ISP and TG 200 ns Gate Turn-Off Delay CLOAD = 1nF Between ISP and TG 200 ns Top Gate Drive VGS (VISP – VTG) VISP = 24V, TGEN = 5V PWM = 0V 1.96 l 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 を与える可能性がある。 Note 2：LT3517Eは0℃～125℃の動作接合部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℃～125℃の動作接合部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。LT3517Iは−40℃～125℃の全動作接合部 温度範囲で動作することが保証されている。LT3517Hは−40℃～150℃の全動作接合部温度 範囲で動作することが保証されている。125℃を超える接合部温度では動作寿命がディレー ティングされる。 7 0 V V 0.3 Note 3：VIN、SHDN、PWMおよびTGENのピンの絶対最大電圧は、繰り返さない1秒間のトラン ジェントの場合は40V、連続動作では30Vである。 Note 4：このデバイス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。過熱保護がアクティブなとき、接合部温度は最大動作接合部温度を超える。 規定された最高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。 標準的性能特性 スイッチ電流制限と デューティ・サイクル VISPVISNスレッショルドとVCTRL 80 60 40 20 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 VCTRL (V) 1.2 1.4 1.6 3518 G01 1.5 1.0 1000 0.5 0 TA = 25°C OSCILLATOR FREQUENCY (kHz) VIN = 5V VISP = 24V 100 VC = 1V TA = 25°C SWITCH CURRENT LIMIT (A) VISP – VISN THRESHOLD (mV) 120 0 発振器周波数とRT 10000 2.0 TA = 25°C 0 20 40 60 DUTY CYCLE (%) 80 100 3517 G02 100 1 10 RT (kΩ) 100 3518 G03 3517fg 4 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 LT3517 標準的性能特性 スイッチ電流制限と温度 2.5 SWITCH CURRENT LIMIT (A) VISP – VISN THRESHOLD (mV) VIN = 5V 103 VISP = 24V VC = 1V 102 VCTRL = 2V 101 100 99 98 発振器周波数と温度 2.5 VIN = 5V OSCILLATOR FREQUENCY (MHz) VISPVISNスレッショルドと温度 104 2.0 1.5 1.0 0.5 97 96 –40 –20 0 0 –40 –20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 TEMPERATURE (°C) 2.02 1.7 1.5 –40 –20 0 消費電流とVIN 8 TA = 25°C 7 VC = 0V VIN = 5V 100 99 98 6 VIN CURRENT (mA) 101 2.00 5 4 3 1.99 97 2 1 96 95 0 10 30 20 VISP (V) 40 50 1.98 –40 –20 0 0 10 20 30 40 VIN (V) 3517 G08 FBピンのスレッショルドと温度 3517 G09 PMOSのターンオン PMOSのターンオフ VIN = 5V 1.03 FB PIN THRESHOLD (V) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 TEMPERATURE (°C) 3517 G07 1.04 20 40 60 80 100 120 140 160 TEMPERATURE (°C) 3517 G06 2.01 102 VREF (V) VISP – VISN THRESHOLD (mV) 1.9 リファレンス電圧と温度 VCTRL = 2V VIN = 5V TA = 25°C VC = 1V 103 2.1 3518 G05 VISPVISNスレッショルドとVISP 104 2.3 20 40 60 80 100 120 140 160 TEMPERATURE (°C) 3517 G04 105 VIN = 5V RT = 6.04k 5V 5V PWM PWM 1.02 0V 0V 1.01 40V 40V 1.00 30V 30V 0.99 0.98 –40 –20 0 TG TG 20 40 60 80 100 120 140 160 TEMPERATURE (°C) VISP = 40V 200ns/DIV 3517 G11 VISP = 40V 200ns/DIV 3517 G11 3517 G10 3517fg 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 5 LT3517 ピン機能 SW：スイッチ・ピン。 このピンのトレースを最小限にしてEMIを 抑えます。 VIN：入力電源ピン。 ローカルにバイパスする必要があります。 SHDN：シャットダウン・ピン。 デバイスをイネーブルするには 1.5V以上に接続します。 ディスエーブルするには0.4V以下に 接続します。 CTRL：LED電流調節ピン。 ISPとISNの間のセンス抵抗両端の 電圧を設定します。100mVのフルスケール・スレッショルドの 場合は直接VREFに接続します。 または、GNDと1Vの間の信号 値を使ってLED電流を変調します。使用しない場合、CTRLピ ンはVREFピンに接続します。 VC：gm誤差 アンプの出力ピン。 RCネットワークまたは補償Cを 使ってループを安定化します。 VREF：リファレンスの出力ピン。 このピンは最大100μAを供給す ることができます。 FB：電圧ループ帰還ピン。 LEDドライバの過電圧保護として機 能します。FBが1Vより高いと、 メイン・スイッチがオフします。 RT：スイッチング周波数調節ピン。 抵抗をこのピンからGNDに TGEN：トップ・ゲートのイネーブル入力ピン。 PMOSドライバ機 接続してスイッチング周波数を設定します （値については 「標 準的性能特性」 を参照）。SYNC機能の場合、抵抗を選択して SYNCパルス周波数より20%遅いスイッチング周波数にプログ ラムします。 このピンはオープンのままにしないでください。 能をイネーブルするには1.5V以上の電圧に接続します。TGの 機能を使用しない場合、TGENピンをグランドに接続します。 等価40kΩの内部抵抗がTGENピンとグランドの間に接続され ています。 SYNC：周波数同期ピン。外部クロック信号をここに接続しま す。RT抵抗を選択してSYNCパルス周波数より20%遅い周波 数にプログラムします。同期（パワー・スイッチのターンオン） は、SYNCの立上りエッジから一定の遅延の後生じます。 この 機能を使用しない場合、SYNCピンをグランドに接続します。 ISN：電流検出 （） ピン。電流センス・アンプの反転入力。 ISP：電流検出 （＋） ピン。 電流センス・アンプの非反転入力。 TG ピン・ドライバの正電源としても機能します。 続します。 このピンを使用しない場合はオープン状態にしてお きます。 TG：トップ・ゲート・ドライバ出力。反転PWM信号がV ISPと （V ISP 7V）の間で直列PMOSデバイスをドライブします。内 部7VクランプがPMOSのゲートを保護します。 使用しない場合 はTGを未接続状態にしておきます。 PWM：パルス幅変調の入力ピン。 L の信号を与えるとチャネ GND：露出パッド （QFNパッケージ）。 パッドを直接グランド・プ SS：ソフトスタート・ピン。 ソフトスタート・コンデンサをここに接 ルがオフし、 メイン・スイッチがディスエーブルされてTGピンが H になります。使用しない場合、PWMピンはVREFピンまたは SHDNピンに接続します。等価50kΩの内部抵抗がPWMピン とグランドの間に接続されています。 レーンに半田付けします。 3517fg 6 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 LT3517 ブロック図 LED ARRAY CIN CFILT RSENSE PVIN ISP + ISN TG – SW PWM VISP CURRENT SENSE AMPLIFIER X10 TGEN VISP – 7V SHDN – + + CTRL 1V MOSFET DRIVER A1 ERROR AMPLIFIER + – A3 + + 1.01V A4 + A2 FB MAIN SWITCH DRIVER R S Q1 POWER SWITCH Q PWM COMPARATOR – + VC A8 RAMP GENERATOR + VIN A5 2.5MHz TO 250kHz OSCILLATOR – 1V GND – SS SYNC 100µA VREF VIN SS RT 9µA 1V + + – + A6 A7 Q2 2V FREQ ADJUST – VIN 3517 F01 図1. 降圧モードLEDドライバ 3517fg 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 7 LT3517 動作 LT3517は固定周波数、電流モード・レギュレータで、パワー・ スイッチを内蔵しています。図1のブロック図を参照すると動 作をよく理解できます。発振器の各サイクルの開始点で、SR ラッチがセットされ、パワー・スイッチQ1をオンします。 スイッ チ電流に比例した電圧が安定化ランプに加えられ、 その和が PWMコンパレータ(A4)の正端子に与えられます。 この電圧が A4の負入力のレベルを超えると、SRラッチがリセットされ、パ ワー・スイッチをオフします。A4の負入力のレベルは誤差アン プA3によって設定されます。A3には2つの入力があり、1つは 電圧帰還ループから、他の1つは電流ループからです。 どの帰 還入力であれ、低い方の入力が優先権を得て、 コンバータを 定電流モードまたは定電圧モードのどちらかに強制します。 LT3517はこれら2つの動作モードの間をクリーンに移行する ように設計されています。電流センス・アンプはR SENSE 両端 の電圧を検出し、 アンプA1にプリゲインを与えます。A1の出 力は、R SENSE 両端の電圧と、V CTRL /10または100mVのどち らか低い方との電圧差を単に増幅したものです。 このようにし て、誤差アンプは正しいピーク・スイッチ電流レベルを設定し、 RSENSEを流れる電流を安定化します。誤差アンプの出力が増 加すると出力に供給される電流が増加します。誤差アンプの 出力が減少すると供給される電流が減少します。RSENSEの安 定化される電流は入力電圧VCTRLを変化させて調節すること ができます。電流センス・アンプはレール・トゥ・レールの電流 検出動作を実現します。FB電圧ループはアンプA2によって実 現されます。電圧ループが支配すると、誤差アンプとアンプA2 がFBピンを1.01Vに安定化します （定電圧モード）。 LEDアレイの調光はPWMピンを使ってLED電流をパルス状 にすることにより実現されます。PWMピンが L のとき、 スイッ チングはディスエーブルされ、誤差アンプがオフしますので、 VCピンをドライブしません。 また、VCピンの全ての内部負荷 がディスエーブルされるので、VCピンの充電状態が外部の補 償コンデンサに保存されます。 この機能により過渡回復時間 が短縮されます。PWM入力が再度 H に遷移すると、 スイッ チの需要電流が、PWMが最後に L に遷移した直前の値に 戻ります。過渡回復時間をさらに短縮するには、外部PMOSを 使って、PWMが L のときLEDアレイ電流ループを切断し、 CFILTの放電を防止します。 アプリケーション情報 調光制御 LT3517を使った調光では、電流源を制御する2つの方法があ ります。最初の方法では、PWMピンを使って電流源をゼロと 最大電流の間で変調し、精密にプログラムされた平均電流を 達成します。電流制御のこの方法をもっと精確にするため、静 的フェーズの間、 スイッチの需要電流がVCノードに保存され ます。 この機能により、PWM信号が H になるときの回復時 間が最小になります。回復時間をさらに改善するため、切断 スイッチがLED電流経路に使用され、PWM信号の L フェー ズで出力コンデンサの放電が防止されます。PWMの最小オ ン時間または最小オフ時間は、RT入力ピンまたはSYNCピン による動作周波数の選択に依存します。SYNC機能を使うと き、最適化された高PWM調光比を達成するため、SYNC信号 とPWM信号は立上りエッジが揃っている必要があります。最 高の電流精度を得るため、PWMの最小 L 時間または最小 H 時間は少なくとも4スイッチング・サイクルにします （fSW = 2MHzの場合2μs）。最大PWM周期はシステムによって決定さ れ、12msより長くなることはありそうにありません。最大PWM 調光比（PWMRATIO） は、最大PWM周期（tMAX） と最小PWM パルス幅（tMIN） から、次のように計算することができます。 PWMRATIO = tMAX tMIN （1） 例： tMAX = 10ms、tMIN = 2μs（fSW = 2MHz） PWMRATIO = 10ms/2μs = 5000：1 調光制御の2番目の方法では、PWMが H の状態のとき、 CTRLピンを使って電流検出スレッショルドを直線的に調節 3517fg 8 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 LT3517 アプリケーション情報 します。CTRLピンの電圧が1Vより低いと、LED電流は次のよ うになります。 ILED = VCTRL 10 • RSENSE （2） 降圧または昇降圧の構成では、図4に示されているように、 出 力電圧は一般にGNDを基準にしてレベルシフトされます。出 力は次式で表すことができます。 VOUT = VCTRLが1Vより高いとき、LED電流は次の値にクランプされ ます。 R1 • 1 .01V + VBE(Q1) R2 （5） + R1 100mV ILED = RSENSE （3） VOUT LED電流のプログラミング機能により、全調光範囲が1桁増 加する可能性があります。 LT3517 Q2 R2 3517 F04 図4 インダクタの選択 LT3517に使うインダクタは飽和電流定格が2A以上のものに します。降圧モードのLEDドライバの場合、 リップル電流（ΔI） がLED電流の約30%∼40%になるようにインダクタの値を選 択します。降圧モードでは、次式を使ってインダクタの値を推 定することができます。 2V 45.3k LED ARRAY FB CTRLピンはフロート状態のままにしないでください （使わな い場合はVREFに接続します）。CTRLピンはPTCサーミスタと 一緒に使ってLED負荷の過熱保護を与えることもできます。 VREF – RSENSE 49.9k CTRL 5k PTC 3517 F02 L (µH) = 図2 出力電圧の設定 昇圧アプリケーションでは、次式に従ってR1とR2の値を選択 して、 出力電圧を設定することができます （図3を参照）。 ⎛ R1 ⎞ VOUT = ⎜ + 1⎟ • 1 .01V ⎝ R2 ⎠ （4） LT3517 R1 ∆I DBUCK = VLED VIN （6） VLEDはLEDストリング両端の電圧、VINはコンバータへの入 力電圧、t SWはスイッチング周期です。昇圧構成では、次式を 使ってインダクタの値を推定することができます。 L (µH) = VOUT DBUCK • t SW (µs ) • (VIN – VLED) DBOOS T • t SW (µs ) • VIN ∆I DBOOST = VLED – VIN VLED （7） FB R2 3517 F03 図3 3517fg 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 9 LT3517 アプリケーション情報 推奨インダクタ・メーカーを数社表1に示します。 表1. インダクタ・メーカー VENDOR PHONE WEB Sumida (408) 321-9660 www.sumida.com Toko (408) 432-8281 www.toko.com Cooper (561) 998-4100 www.cooperet.com Vishay (402) 563-6866 www.vishay.com 入力コンデンサの選択 正しく動作させるには、バイパス・コンデンサをLT3517のVIN ピンの近くでGNDに接続する必要があります。1μF以上の低 ESRコンデンサを使います。通常、 セラミック・コンデンサが最 適です。 降圧モードの構成では、 パワー・コンバータへの入力のところ のコンデンサには、 スイッチがオフするときショットキー・ダイ オードを通って戻る電流による大きなパルス電流が流れます。 最高の信頼性を得るには、 このコンデンサはESRとESLが小さ く、 リップル電流定格が適当なものにします。RMS入力電流は 次のようになります。 IIN(RMS ) = ILED • (1 – D) • D （8） ここで、Dはスイッチのデューティ・サイクルです。2.2μFのセラ ミック・コンデンサで通常は十分です。 出力コンデンサの選択 出力コンデンサの選択は、負荷とコンバータの構成（つまり、 昇圧または降圧） に依存します。LEDアプリケーションでは、 LEDの等価抵抗は一般に低いので、 出力フィルタのコンデン サは電流リップルを減衰させるのに十分な大きさにします。 降圧モードのアプリケーションの場合に比べて、昇圧モードと 昇降圧モードのアプリケーションでは、 同じLEDリップル電流 を達成するのに必要なフィルタ・コンデンサの値が大きくなり ます。降圧モードのLEDアプリケーションでは、1μFのセラミッ ク・コンデンサで通常は十分です。昇圧モードと昇降圧モード のLEDアプリケーションでは、2.2μFのセラミック・コンデンサ で通常は十分です。性能が非常に高いPWM調光アプリケー ションでは、 PWM遷移時にLED電圧をサポートするため、 もっ と大きな値のコンデンサが必要になることがあります。 X7R、X5Rまたはそれより優れた誘電体のセラミック・コンデ ンサは温度とDCバイアスに対する容量値の安定性が優れて いるので、 これらのタイプだけを使ってください。 セラミック・コ ンデンサだけの場合、DC電圧バイアスの増加につれて容量 値の低下を示すので、動作電圧で必要な容量を得るには高 い値のコンデンサを選択する必要があるかもしれません。 コン デンサの電圧定格が十分であることを常に確認してください。 推奨コンデンサ・メーカーを数社表2に示します。 表2. セラミック・コンデンサのメーカー VENDOR PHONE WEB Taiyo Yuden (408) 573-4150 www.t-yuden.com AVX (843) 448-9411 www.avxcorp.com Murata (770) 436-1300 www.murata.com TDK (847) 803-6100 www.tdk.com ループ補償 LT3517には内部トランスコンダクタンス誤差アンプが使われ ており、 そのVC出力は制御ループを補償します。外部インダク タ、 出力コンデンサ、 および補償抵抗とコンデンサにより、 ルー プの安定性が決まります。 インダクタと出力コンデンサは、性 能、 サイズおよびコストに基づいて選択します。VCの補償抵抗 とコンデンサは制御ループの安定性を最適化するように選択 します。標準的LEDアプリケーションでは、VCの10nFの補償 コンデンサが適当で、直列抵抗は不要です。補償抵抗を使っ てVCピンのスルーレートを上げ、V INまたはCTRLの高速過 渡の間LED電流の厳密な制御を維持することができます。 ダイオードの選択 ショットキー・ダイオードにはスイッチがオフしている間電流が 流れます。定格が最大SW電圧に適合したダイオードを選択し ます。調光にPWM機能が使われる場合、 ダイオードのリーク について検討することが重要です。 このリークはPWMが L の間に出力から流れ、温度とともに増加します。 したがって、 リーク電流が十分低いショットキー・ダイオードを選択しま す。推奨部品メーカーを数社表3に示します。 3517fg 10 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 LT3517 アプリケーション情報 表3. ショットキー・ダイオード PART NUMBER VR (V) IAVE (A) 60 1 Diodes Inc. DFLS160 Zetex ZLLS1000TA 40 1 60 1.5 International Rectifier 10MQ060N 基板のレイアウト LT3517は高速で動作するので、 ボードのレイアウトと部品の 配置には細心の注意が必要です。 パッケージの露出パッドは デバイスの唯一のGND端子であり、 このデバイスの熱管理に も重要です。露出バッドと基板のグランド・プレーンの間を電 気的および熱的に十分接触させることが重要です。電磁干渉 (EMI)を減らすため、SWノードの面積を最小に抑えることが 重要です。SWの下にグランド・プレーンを使い、SWとGNDの 間の、 ダイオードやコンデンサを通る高周波数スイッチング経 路のトレースの長さを最小に抑えます。ISN入力とISP入力に は小さなDC入力バイアス電流が流れますので、 これらの入力 に直列な抵抗を最小に抑えて整合させます。 そうしないと、 オ フセットが生じます。最後に、LT3517へのVIN電源のバイパス・ コンデンサはデバイスのVINピンにできるだけ近づけて配置し ます。 ソフトスタート 多くのアプリケーションで、起動時の突入電流を最小に抑え る必要があります。 内蔵ソフトスタート回路は起動時の電流ス パイクと出力電圧のオーバーシュートを大幅に減らします。 ソ フトスタート・コンデンサの標準値は0.1μFです。 スイッチング周波数 LT3517のスイッチング周波数を設定するには2つの方法があ ります。両方の方法ともRTピンに抵抗を接続する必要があり ます。RTピンは開放状態のままにしないでください。 また、 この ピンにコンデンサを接続しないでください。正しく動作させる には、必ず抵抗を接続する必要があります。周波数を設定す る1つの方法として、単にRTとGNDの間に外部抵抗を接続し ます。抵抗の値と対応するスイッチング周波数については、下 の表4または 「標準的性能特性」 の 「発振器周波数とRT」 のグ ラフを参照してください。 表4. スイッチング周波数とRT Switching Frequency (kHz) RT (kΩ) 250 90.9 500 39.2 1000 16.9 1500 9.53 2000 6.04 2500 4.02 他の方法としては、LT3517をSYNCピンを通して外部クロック に同期させます。正しく動作させるには、抵抗をRTピンに接続 して、外部クロックが与えられていないとき外部クロックより 20%低いスイッチング周波数を発生できるようにします。 一 般に、非 常に高いか、または非 常に低いスイッチング・ デューティ・サイクル動作が必要な場合、 または高い効率が望 まれる場合、低いスイッチング周波数を使います。高いスイッチ ング周波数を選択すると、値の小さな外部部品を使うことが できるので、 ソリューションのサイズを小さくし、高さを低くする ことができます。 熱に関する検討事項 LT3517の最大定格入力電圧は連続動作では30V、繰り返さ ない1秒間のトランジェントでは40Vです。高い入力電圧では LT3517の内部電力消費に十分注意を払い、最大接合部温 度を超えないようにします。 この接合部温度リミットは、高い周 囲温度での動作時には特に重要です。パッケージの底の露 出パッドをグランド・プレーンに半田付けする必要があります。 このグランドはパッケージの直下に配置したサーマル・ビアを 使って内部銅グランド・プレーンに接続し、LT3517が発生する 熱を放散します。 3517fg 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 11 LT3517 標準的応用例 1A降圧モードLEDドライバ RSENSE 100mΩ PVIN 24V VIN 3.3V C2 2.2µF C1 2.2µF L1 15µH 1A ISP VIN （120Hz） 2000：1のPWM調光 C3 10µF M1 PWM 5V/DIV D1 ISN TG SW ILED 1A/DIV IL 1A/DIV SHDN LT3517 VREF CTRL FB PWM PWM SS SYNC RT TGEN VREF VC GND C4 0.1µF 1µs/DIV RT 16.9k 1MHz 3517 TA02b PVIN = 24V fOSC = 1MHz ILED = 1A C5 0.1µF 3517 TA02a C1: KEMET C0805C225K4RAC C2: MURATA GRM31MR71E225KA93 C3: MURATA GRM32DR71E106KA12B C4, C5: MURATA GRM21BR71H104KA01B D1: DIODES DFLS160 L1: TOKO B992AS-150M LEDS: LUXEON K2 (WHITE) M1: ZETEX ZXMP6A13FTA 5Vから12Vの350mA昇圧コンバータ、 精確な入力電流制限付き RSENSE L1 100mΩ 6.8µH VIN 5V D1 C1 2.2µF 90 R1 549k 80 SW FB CTRL PWM SHDN LT3517 C2 10µF SYNC TGEN VREF VC R2 49.9k RT GND R3 10k C4 10nF EFFICIENCY (%) ISP TG ISN VIN SHDN 効率 VOUT 12V 350mA 70 60 SS C3 0.1µF RT 6.04k 2MHz 50 3517 TA03a 50 100 150 200 250 ILOAD(mA) 300 350 3517 TA03b C1: KEMET C0805C225K4RAC C2: KEMET C1206C106K4RAC C3: MURATA GRM21BR71H104KA01B C4: MURATA GCM033R71A103KA03 D1: ZETEX ZLLS1000TA L1: TOKO B992AS-6R8N 3517fg 12 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 LT3517 標準的応用例 昇降圧モードのLEDドライバ L1 6.8µH VIN 8V TO 16V SHDN VIN D1 FB R2 124k PWM PWM TGEN LT3517 300mA ISP RSENSE 330mΩ VREF C1 2.2µF C5 0.22µF R1 3.92M SW CTRL ISN TG M1 C2 4.7µF SYNC VC C4 0.1µF RT SS RT 6.04k 2MHz GND C3 0.1µF 3517 TA04a C1: KEMET C0806C225K4RAC C2: KEMET C1206C475K3RAC C3, C4: MURATA GRM21BR71H104KA01B C5: MURATA GRM21BR71H224KA01B D1: DIODE DFLS160 L1: TOKO B992AS-6R8N LEDS: LUXEON I (WHITE) M1: ZETEX ZXMP6A13FTA 効率 5000：1のPWM調光 （100Hz） 90 VIN = 12V CTRL = VREF 80 PWM 5V/DIV 70 EFFICIENCY (%) ILED 200mA/DIV IL 1A/DIV 60 50 40 500ns/DIV 3517 TA04b 30 VIN = 12V fOSC = 2MHz ILED = 300mA 20 0 20 40 60 80 PWM DUTY CYCLE (%) 100 3517 TA04c 3517fg 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 13 LT3517 標準的応用例 ローサイド電流検出、 負荷ダンプ保護付き、昇降圧モードLEDドライバ L1 6.8µH VIN 8V TO 16V SHDN VIN D1 C5 0.22µF R1 3.92M SW FB R2 124k PWM PWM TGEN LT3517 ISP VREF RSENSE 330mΩ CTRL C1 2.2µF TG VC R3 10k C4 33nF C2 4.7µF ISN SYNC RT SS RT 6.04k 2MHz GND M1 300mA C3 0.1µF 3517 TA05a D1: DIODES DFLS160 L1: TOKO B992AS-6R8N C1: KEMET C0806C225K4RAC C2: KEMET C1206C475K3RAC C3: MURATA GRM21BR71H104KA01B C4: MURATA GRM219R71H333KAQ01B C5: MURATA GRM21BR71H224KA01B M1: ZETEX ZXMP6A13FTA LEDs: LUXEON I (WHITE) 効率 5000：1のPWM調光 （100Hz） 90 VIN = 12V CTRL = VREF 80 PWM 5V/DIV 70 EFFICIENCY (%) ILED 200mA/DIV IL 1A/DIV 60 50 40 500ns/DIV 3517 TA05b 30 VIN = 12V fOSC = 2MHz ILED = 300mA 20 負荷ダンプに対する応答 0 20 40 60 80 PWM DUTY CYCLE (%) 100 3517 TA05c VISP 10V/DIV VIN 10V/DIV VISP 15V TO 40V VIN 15V TO 40V VISP REF GND ILED 200mA/DIV VIN REF GND IL 1A/DIV 5ms/DIV 3517 TA05d VIN Raises From 15V to 40V in 5ms. 3517fg 14 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 LT3517 標準的応用例 オープンLED保護付き100mA昇圧LEDドライバ L1 22µH VIN 8V TO 16V SHDN VIN D1 SW R1 1M FB R2 30.1k ISP PWM PWM RSENSE 1Ω TGEN VREF LT3517 ISN TG CTRL C1 2.2µF M1 SYNC VC C4 0.1µF RT 16.9k 1MHz RT SS C2 2.2µF LED1 GND LED2 100mA C3 0.1µF LED10 3517 TA06a C1, C2: KEMET C1206C225K2RAC C3, C4: MURATA GRM21BR71H104KA01B D1: DIODES DFLS160 L1: COILCRAFT DS3316P-223 LEDS: CREE XLAMP 7090 M1: ZETEX ZXMP6A13FTA 効率 3000：1のPWM調光 （100Hz） 90 80 PWM 5V/DIV EFFICIENCY (%) 70 ILED 100mA/DIV IL 500mA/DIV VIN = 12V CTRL = VREF 60 50 40 1µs/DIV 3517 TA06b 30 VIN = 12V fOSC = 1MHz ILED = 100mA 20 0 20 40 60 80 PWM DUTY CYCLE (%) 100 3517 TA06c 3517fg 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 15 LT3517 標準的応用例 短絡保護付き5.5V SEPICコンバータ VIN 3V C2 2.2µF TG ISP LT3517 TGEN ISN VREF RT VC GND R3 10k C4 10nF R2 49.9k SS C3 0.1µF 80 R1 221k SW FB SYNC SHDN C2 10µF 90 VOUT 5.5V 350mA EFFICIENCY (%) PWM RSENSE 0.22Ω D1 L2 4.3µH VIN CTRL SHDN 効率 C5 10µF L1 4.3µH RT 6.04k 2MHz 70 60 50 40 30 3517 TA07a 0 50 100 150 200 ILOAD (mA) 250 300 350 3517 TA07b C1: KEMET C0805C225K4RAC C2, C5: KEMET C1206C106K4RAC C3: MURATA GRM21BR71H104KA01B C4: MURATA GCM033R71A103KA03 D1: ZETEX ZLLS1000TA L1, L2: TOKO B992AS-4R3N 3517fg 16 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 LT3517 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。 UF Package 16-Lead Plastic QFN (4mm × 4mm) (Reference LTC DWG # 05-08-1692 Rev Ø) 0.72 ±0.05 4.35 ±0.05 2.15 ±0.05 2.90 ±0.05 (4 SIDES) パッケージの外形 0.30 ±0.05 0.65 BSC 推奨する半田パッドのピッチと寸法 底面図̶露出パッド 4.00 ±0.10 (4 SIDES) 0.75 ±0.05 R = 0.115 TYP 15 ピン 1 のノッチ R = 0.20 （標準） または 0.35 45 の面取り 16 0.55 ±0.20 ピン 1 の トップマーク (NOTE 6) 1 2.15 ±0.10 (4-SIDES) 2 (UF16) QFN 10-04 0.200 REF 0.00 – 0.05 0.30 ±0.05 0.65 BSC NOTE: 1. 図面は JEDEC のパッケージ外形 MO-220 のバリエーション （WGGC） に適合 2. 図は実寸とは異なる 3. すべ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. 網掛けの部分はパッケージの上面と底面のピン 1 の位置の参考に過ぎない 3517fg 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 17 LT3517 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。 FE Package 16-Lead Plastic TSSOP (4.4mm) (Reference LTC DWG # 05-08-1663 Rev I) Exposed Pad Variation BA 4.90 – 5.10* (.193 – .201) 2.74 (.108) 2.74 (.108) 16 1514 13 12 1110 6.60 ±0.10 4.50 ±0.10 9 2.74 (.108) 2.74 6.40 (.108) (.252) BSC SEE NOTE 4 0.45 ±0.05 1.05 ±0.10 0.65 BSC 1 2 3 4 5 6 7 8 推奨半田パッド・レイアウト 4.30 – 4.50* (.169 – .177) 0.09 – 0.20 (.0035 – .0079) 0.50 – 0.75 (.020 – .030) NOTE： 1. 標準寸法：ミリメートル 2. 寸法は ミリメートル （インチ） 3. 図は実寸とは異なる 0.25 REF 1.10 (.0433) MAX 0° – 8° 0.65 (.0256) BSC 0.195 – 0.30 (.0077 – .0118) TYP 0.05 – 0.15 (.002 – .006) FE16 (BA) TSSOP REV I 0211 4. 露出パッド接着のための推奨最小PCBメタルサイズ * 寸法にはモールドのバリを含まない モールドのバリは各サイドで0.150mm（0.006"） を超えないこと 3517fg 18 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 LT3517 改訂履歴 （改訂履歴はRev Cから開始） Rev 日付 概要 ページ番号 C 4/10 D 7/10 E 01/11 「電気的特性」 を更新 F 04/12 VCピンのラベルに下付き文字を追加 QFNパッケージ・バージョンの最大温度を150℃に変更 Note 2の 「接合部温度」 を 「動作接合部温度範囲」 に変更 応用例の回路図を明確化 パッケージ図を更新 G 04/13 応用例の回路図を明確化 「発注情報」 セクションにHグレード・バージョンを追加 ISP, ISN Idle Input Bias Currentに条件を追加 図1のVINの電流センスを9μAに変更 2 3 7 3 1 2 4 15、16 18 15 3517fg 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。 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 19 LT3517 関連製品 製品番号 LT1618 説明 定電流、1.4MHz、1.5A昇圧コンバータ LT3003 PWM調光付き3チャネルLEDバラスタ LT3474 36V、1A (ILED)、2MHz、降圧LEDドライバ LT3475 デュアル1.5A(ILED)、36V、2MHz、降圧LEDドライバ LT3476 クワッド出力1.5A、36V、2MHz高電流LEDドライバ、 1,000：1の調光付き LT3477 3A、42V、3MHz昇圧、昇降圧、降圧LEDドライバ VIN：2.8V∼16V、VOUT（MAX）= 36V、調光 = 1,000：1 True Color PWM、ISD < 10μA、5mm 7mm QFNパッケージ LT3478/LT3478-1 4.5A、42V、2.5MHz高電流LEDドライバ、 3,000：1の調光付き VIN：2.8V∼36V、VOUT（MAX）= 42V、調光 = 3,000：1 True Color PWM、ISD < 3μA、TSSOP16Eパッケージ LT3486 デュアル1.3A、2MHz、高電流LEDドライバ LT3496 トリプル出力LEDドライバ VIN：2.5V∼24V、VOUT（MAX）= 36V、調光 = 1,000：1 True Color PWM、 ISD < 1μA、5mm 3mm DFN、TSSOP16Eパッケージ LT3518 スイッチ電流が2.3Aのフル機能LEDドライバ LT3590 48V降圧モード50mA LEDドライバ LT3595 16チャネル降圧LEDドライバ・モード LTC®3783 高電流LEDコントローラ ソフトスタートと 3A、 フル機能DC/DCコンバータ、 突入電流保護付き LT3479 注釈 VIN：5V∼18V、VOUT（MAX）= 36V、調光 = アナログ/PWM、 ISD < 1μA、MSOP10パッケージ VIN：3V∼48V、調光 = 3,000：1 True Color PWM、 ISD < 5μA、MSOP10パッケージ VIN：4V∼36V、VOUT（MAX）= 13.5V、調光：400：1 True Color PWM、ISD < 1μA、TSSOP16Eパッケージ VIN：4V∼36V、VOUT（MAX）= 13.5V、調光 = 3,000：1 True Color PWM、ISD < 1μA、TSSOP20Eパッケージ VIN：2.5V∼25V、VOUT（MAX）= 40V、調光 = アナログ/PWM、 ISD < 1μA、QFN、TSSOP20Eパッケージ VIN：2.5V∼24V、VOUT（MAX）= 40V、IQ = 6.5mA、 ISD < 1μA、DFN、TSSOPパッケージ VIN：3V∼40V、VOUT（MAX）= 45V、調光 = 3,000：1 True Color PWM、 ISD < 10μA、4mm 5mm QFNパッケージ VIN：3V∼40V、VOUT（MAX）= 45V、調光 = 3,000：1 True Color PWM、 ISD < 1μA、4mm 4mm QFNパッケージとTSSOPパッケージ VIN：4.5V∼55V、最大10個のLEDをドライブ、200：1の調光、 ISO = 15mA、2mm 2mm DFN SC70パッケージ VIN：4.5V∼45V、最大160個のLEDをドライブ、5,000：1の調光、 5mm 9mm QFNパッケージ VIN：3V∼36V、VOUT（MAX）= Ext FET、調光 = 3,000：1 True Color PWM、ISD < 20μA、5mm 4mm DFN16、 TSSOP16Eパッケージ 3517fg 20 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 詳細：www.linear-tech.co.jp/3517 TEL 03-5226-7291 FAX 03-5226-0268 www.linear-tech.co.jp/3517 ● ● LT 0413 REV G • PRINTED IN JAPAN LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2007