LTC4416/LTC4416-1 特長 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 概要 大型および小型 QG PFETをドライブするために 特別に設計 電源 OR 接続ダイオードに代わる低損失デバイス 広い動作電圧範囲：3.6V ∼ 36V 動作温度範囲：–40 C ∼ 125 C 逆バッテリ保護 DC 電源の自動切り替え 低消費電流：35μA/ チャネル 負荷電流分担 MOSFETゲート保護クランプ 切り替えスレッショルド･ ポイントを設定するための 高精度入力制御コンパレータ ユーザー指定のヒステリシスを制御するための オープンドレイン帰還ポイント 最小の外付け部品 省スペース10ピンMSOP パッケージ アプリケーション ■ ■ ■ ■ ■ ■ 高電流 PowerPathスイッチ 産業および車載アプリケーション 無停電電源 ロジック制御パワースイッチ バッテリ･ バックアップ ･システム バッテリ･ バックアップ付きエマージェンシー ･システム L、LT、LTCおよび LTMはリニアテクノロジー社の登録商標です。PowerPath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。 自動 PowerPath 切り替え V1 = 12V (FAIL) V1 = 13.5V (RESTORE) PRIMARY SUPPLY SUP75P03_07 CURRENT (A) GND LTC4416/LTC4416-1は高さの低い10ピンMSOP パッケージ で供給されます。 低電圧および過電圧シャットダウン動作 VIN 221k 3.6 LTC4416 VTH2 WITH HYSTERESIS VTH1 WITH HYSTERESIS 75k 182k LTC4416-1 G1 H1 E1 V1 GND G1 E2 VS H2 G2 E2 V2 H1 V2 H2 G2 V2 BACKUP SUPPLY SUP75P03_07 CONSTANT VOLTAGE VS 4416 TA01 V2 = 10.8V 動作電源電圧範囲が広いので、1 ∼ 8セルのリチウムイオン・ バッテリで動作可能です。低消費電流（35μA/チャネル） は負 荷電流と無関係です。ゲート・ドライバは電圧クランプを搭載 しているので、MOSFETを保護できます。 CONSTANT RON LTC4416 24.9k LTC4416はソフト切り替え制御可能な2つの相互接続され たPowerPathTM コントローラを搭載しています。 「ソフトオフ」切 り替えにより、出力電源における過度の電圧アンダーシュー ト （またはVDROOP） なしに2つの異なる電圧をユーザーが切 り替えが可能です。また、LTC4416/LTC4416-1は、順方向入 力電圧が 25mVを超えるとゲートドライブ電流を大幅に増や す 「高速オン」機能を搭載しています。LTC4416の 「高速オフ」 機能は、センス電圧が入力電圧を25mV 上回った場合に作 動します。LTC4416-1は、同じ条件で他の外付けPチャネル･ デバイスがイネーブル･ピンによって選択された場合に高速オ フをイネーブルします。 8.0 221k 187k LTC®4416/LTC4416-1は、2セ ット の 外 付 けPチ ャ ネ ル MOSFETを制御することにより、電源切り替え回路向けに 2つの理想に近いダイオード機能を提供します。これにより、 複数の電源を高効率でOR 接続できるので、バッテリ寿命を 延長し、自己発熱を低減できます。導通時のMOSFETの電圧 降下は標準 25mVです。ACアダプタなどの補助電源を備えた アプリケーションの場合、補助電源が接続されると負荷が自 動的にバッテリから切断されます。 LTC4416とショットキ・ ダイオードの順方向電圧降下 標準的応用例 V1 大型 PFET 向け36V、 低損失デュアル PowerPath コントローラ 0 24.9k SCHOTTKY DIODE 0.02 FORWARD VOLTAGE (V) GND 0.5 4416 TA01b 187k 24.3k E1 V1 GND VS VOUT TO LOAD 4416 TA01c UV ENABLED AT 5V, VIN RESTORED TO LOAD WHEN VIN RISES TO 5.5V OV ENABLED AT 13.5V, VIN RESTORED TO LOAD WHEN VIN FALLS TO 12V 4416fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC4416 1 LTC4416/LTC4416-1 絶対最大定格 パッケージ/ 発注情報 （Note 1） 電源電圧（V1、V2）..................................................–14V ～ 40V V1またはV2からVS までの電圧 ............................–40V ～ 40V 入力電圧 E1、E2 ................................................................–0.3V ～ 40V VS ........................................................................–14V ～ 40V 出力電圧 G1 ......–0.3Vから、V1＋0.3VまたはVS ＋0.3Vのいずれか高い方まで G2 ......–0.3Vから、V2＋0.3VまたはVS ＋0.3Vのいずれか高い方まで H1、H2 .................................................................–0.3V ～ 7V 動作周囲温度範囲（Note 2） LTC4416E......................................................... –40°C ～ 85°C LTC4416I ....................................................... –40°C ～ 125°C 動作接合部 温度範囲............................................................ –40°C ～ 125°C 保存温度範囲.................................................... –65°C ～ 150°C リード温度（半田付け、10 秒）..........................................300°C TOP VIEW H1 E1 GND E2 H2 10 9 8 7 6 1 2 3 4 5 G1 V1 VS V2 G2 MS PACKAGE 10-LEAD PLASTIC MSOP TJMAX = 130°C, θJA = 120°C/W ORDER PART NUMBER MS PART MARKING* LTC4416EMS LTC4416IMS LTC4416EMS-1 LTC4416IMS-1 LTCFC LTCFC LTCPS LTCPS 発注情報 テープアンドリール :Add #TR 鉛フリー仕様 :Add #PBF 鉛フリー仕様テープアンドリール :Add #TRPBF 鉛フリー仕様製品マーキング : http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/ より広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社へ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。 電気的特性 l は全動作温度範囲での規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。V1 = V2 = 12V、E1 = 2V、E2 = GND、GND = 0V。 ピンに流れ込む電流は正で、ピンから流れ出す電流は負である。注記がない限り、全ての電圧は GND 基準。 SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN VV1, VV2, VVS Operating Supply Range V1, V2 and/or VS Must be in This Range for Proper Operation l IQFL Quiescent Supply Current at Low Supply While in Forward Regulation VV1 = 3.6V, VV2 = 3.6V.Measure Combined Current at V1, V2 and VS Pins Averaged with VVS = 3.560V and VVS = 3.6V (Note 3) IQFH TYP UNITS 36 V l 70 µA Quiescent Supply Current at High Supply While in Forward Regulation VV1 = 36V, VV2 = 36V.Measure Combined Current at V1, l V2 and VS Pins Averaged with VVS = 35.960V and VVS = 36V (Note 3) 130 µA IQRL Quiescent Supply Current at Low Supply While in Reverse Turn-Off VV1 = 3.6V, VV2 = 3.6V.Measure Combined Current at V1, V2 and VS Pins with VVS = 3.7V l 70 µA IQRH Quiescent Supply Current at High Supply While in Reverse Turn-Off VV1 = 35.9V, VV2 = 35.9V.Measure Combined Current at l V1, V2 and VS Pins with VVS = 36V 130 µA IQCL Quiescent Supply Current at Low Supply with E1 and E2 Active VV1 = 3.6V, VV2 = 3.6V, VV1 – VVS = 0.9V, VE1 = 0V, VE2 = 2V, V1 and V2 Measured Separately l 30 µA IQCH Quiescent Supply Current at High Supply with E1 and E2 Active VV1 = 36V, VV2 = 36V, VV1 – VVS = 0.9V, VE1 = 0V, VE2 = 2V, V1 and V2 Measured Separately l 65 µA ILEAK V1, V2 and VS Pin Leakage Currents When VV1 = VV2 = 28V, VVS = 0V.Measure IVS Other Pin Supplies Power (Note 4) VV1 = VV2 = 14V, VVS = –14V.Measure IVS VV1 = VV2 = 36V, VVS = 8V.Measure IVS 3.6 MAX –10 –1 1 µA –10 –1 1 µA –10 –1 1 µA 4416fa 2 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC4416 LTC4416/LTC4416-1 標準的性能特性 l は全動作温度範囲での規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。V1 = V2 = 12V、E1 = 2V、E2 = GND、GND = 0V。 ピンに流れ込む電流は正で、ピンから流れ出す電流は負である。注記がない限り、全ての電圧は GND 基準。 SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS PowerPathコントローラ VFR PowerPath Switch Forward Regulation Voltage VV1, VV2 – VVS, 3.6V ≤ VV1, VV2 ≤ 36V, CG1 = CG2 = 3nF l 10 40 mV VRTO PowerPath Switch Reverse Turn-Off Threshold Voltage VV1, VV2 – VVS, 3.6V ≤ VV1, VV2 ≤ 36V, CG1 = CG2 = 3nF l –40 –10 mV VFO PowerPath Switch Forward Fast-On Voltage Comparator Threshold VV1, VV2 – VVS, 6V ≤ VV1, VV2 ≤ 36V, CG1 = CG2 = 3nF, IG1, IG2 > 500µA l 50 125 mV –9 15 500 –2 200 –500 µA µA µA µA 8.25 9.1 V 0.350 0.920 V G1、G2コントローラ IG(SRC) IG(SNK) IG(FO) IG(OFF) GATE Active Forward Regulation Source Current Sink Current Sink Current During Fast-On Source Current During Fast-Off VG(ON) G1 and G2 Clamp Voltage Apply IG1 = IG2 = 2µA, VV1 = VV2 = 12V, VVS = 11.8V, Measure VV1 – VG1 or VV2 – VG2 l VG(OFF) G1 and G2 Off Voltage Apply IG1 = IG2 = –30µA, VV1 = VV2 = 12V, VVS = 12.2V, Measure VV1 – VG1 or VV2 – VG2 l tG(ON) G1 and G2 Turn-On Time VGS < –6V, CG = 17nF (Note 8) l 60 µs tG(OFF) G1 and G2 Turn-Off Time VGS > –1.5V, CG = 17nF (Note 9) l 30 µs tE(OFF) Enable Comparator Turn-Off Delay (Note 14) LTC4416-1 Only l 6 µs (Note 5) (Note 6) (Note 7) (Note 12) 7.4 H1および H2オープンドレイン・ドライバ IH(OFF) H1 and H2 Off Current 3.6V ≤ VV1, VV2 ≤ 36V (Note 10) l VH(ON) H1 and H2 On Voltage 3.6V ≤ VV1, VV2 ≤ 36V (Note 10) l tH(ON) H1 and H2 Turn-On Time tH(OFF) H1 and H2 Turn-Off Time –1 （Note 11） （Note 11） 1 µA 100 mV 5 µs 10 µs 1.240 1.240 V V 100 nA E1および E2イネーブル入力コンパレータ VREF E1 and E2 Input Threshold Voltage 3.6V ≤ VV1, VV2 ≤ 36V, –40°C to 85°C 4V ≤ VV1, VV2 ≤ 36V, –40°C to 125°C IE E1 and E2 Input Leakage Current 0V ≤ VE1, VE2 ≤ 1.5V IG(ENOFF) Source Current When Other Channel Enabled (Note 13) LTC4416 LTC4416-1 1.180 1.180 l –100 –9 –500 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回復不可能な損傷を与 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 悪影響を与える恐れがある。 Note 2：LTC4416Eは0°C ～ 85°Cの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。LTC4416Iは− 40°C ～ 125°Cの動作温度範囲で保証されている。 Note 3：この電流は、外付けPチャネル MOSFETをLTC4416に接続して順方向レギュレーショ ンで動作した場合に観察される電源電流と同じになる。 Note 4：9つの順列のうちの3つのみを示す。この仕様は、VS またはV2を通じて電力を供給し た場合と同じである。この仕様は、V1、V2、および VS の互いの電圧差が 28V 以内である場合 にのみ有効である。 Note 5：V1とV2を12Vに保ち、G1とG2を9Vに強制する。G1またはG2でソース電流を測定す る場合、VS を12Vに設定する。 Note 6：V1とV2を12Vに保ち、G1とG2を9Vに強制する。G1またはG2でシンク電流を測定す る場合、VS を11.96Vに設定する。 Note 7：V1とV2を12Vに保ち、G1とG2を9Vに強制する。G1またはG2でシンク電流を測定す る場合、VS を11.875Vに設定する。 1.215 1.215 –3 µA µA Note 8：このイベントをトリガするには、V1とV2を12Vに保ち、VS を12.2Vから11.8Vにステッ プ変化させる。G1とG2の電圧の初期値はVG(OFF) である。 Note 9：このイベントをトリガするには、V1とV2を12Vに保ち、VS を11.8Vから12.2Vにステッ プ変化させる。G1とG2の電圧の初期値はVG(ON) である。 Note 10：H1とH2を2Vに強制する。H1とH2のオフ電流を測定する場合は、E1とE2を1.5Vに 強制する。H1とH2のオン電圧を測定する場合は、H1とH2を1mAに強制する。 Note 11：H1とH2を2Vに強制する。tS(ON) を測定する場合は、E1とE2を1.3Vから1.1Vにステッ プ変化させる。tS(OFF) を測定する場合は、E1とE2を1.1Vから1.3Vにステップ変化させる。 Note 12：V1とV2を12Vに保ち、G1とG2を9Vに強制する。G1またはG2でソース電流を測定す る場合は、VS を12.05Vに設定する。 Note 13：V1とV2を12Vに保ち、G1とG2を9Vに強制する。チャネルが非選択状態のときに、 G1またはG2でソース電流を測定する場合は、VS を12Vに設定する。 Note 14：V1とV2を12Vに保ち、VS を11.96Vとし、G1とG2に4kの抵抗を接続して9Vにする。 チャネルをディスエーブルしてからゲート信号が“H”に引き上げられ始めるまでの遅延を測定 する。 4416fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC4416 3 LTC4416/LTC4416-1 標準的性能特性 VFR と温度および電源電圧 VRTO と温度および電源電圧 –20 40 30 –22 27C –23 125C 125C 25 20 CURRENT (A) VRTO (mV) 27C 5 10 15 20 25 30 SUPPLY VOLTAGE (V) 35 –25 40 0 25 30 10 15 20 SUPPLY VOLTAGE (V) 5 35 V1ピン、V2ピン、および VS ピンの リーク電流と温度 VGn（ON）と温度および VIN 0.50 IGn = 2µA VV1 = VV2 = VVIN VVS = VVIN – 200mV 8.85 IV1: VV2, VVS – VV1 = 28V IV2: VV1, VVS – VV2 = 28V IVS: VV1, VV2 – VVS = 28V 0.40 8.65 8.55 VIN = 36V 100 150 8.25 –50 0 50 100 tG（ON）と温度 55 CGn = 15nF VVS = VVIN – 200mV 10V VV1 VV2 36V 0 –50 150 tG(ON) (µs) AT 36V 25 tG(OFF) (µs) AT 36V 40 35 tG(OFF) (µs) AT 10V 30 CGn = 15nF VVS = VVIN + 200mV 10V VV1 VV2 36V 20 100 150 TEMPERATURE (C) 150 4416 G06 25 50 100 tG（OFF）と温度 45 50 0 50 0 TEMPERATURE (C) 50 tG(ON) (µs) AT 10V 0 –50 IGn = 0µA 4416 G05 tG(OFF) (µs) tG(ON) (µs) IGn = –10µA 0.20 TEMPERATURE (C) 4416 G04 75 0.30 0.10 TEMPERATURE (C) 100 3.6V VV1 VV2 36V VVS = VVIN + 200mV IGn = –20µA VIN = 10V 8.35 50 VGn（OFF）と温度および IGn 8.45 –1.25 0 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (C) 8.75 –1.00 –1.50 –50 0 4416 G03 VGn(OFF) (V) –0.75 8.95 VGn(ON) (V) CURRENT (µA) –0.50 0.80 –50 –25 40 NORMALIZED AT VIN = 3.6V VIN = 20V VIN = 36V 4416 G02 4416 G01 –0.25 1.00 0.90 –24 0 VV1 = VV2 = VVS = VVIN 3.6V VVIN 36V 1.10 –40C –40C VFR (mV) 1.20 –21 35 正規化された静止電源電流と 温度 15 –50 0 50 100 150 TEMPERATURE (C) 4416 G07 4416 G08 4416fa 4 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC4416 LTC4416/LTC4416-1 ピン機能 H1（ピン1） ：E1ピンのオープンドレイン・コンパレータ出力。E1 > VREF の場合、H1ピンは高インピーダンスになり、そうでな い場合、このピンは接地されます。このピンで許容される最大 電圧は、7Vです。このピンは、外付け抵抗ネットワークを接続 したヒステリシスの設定をサポートしています。 H2 （ピン5） ：E2ピンのオープンドレイン・コンパレータ出力。E2 > VREF の場合、H2ピンは高インピーダンスになり、そうでな い場合、このピンは接地されます。このピンで許容される最大 電圧は、7Vです。このピンは、外付け抵抗ネットワークを接続 したヒステリシスの設定をサポートしています。 E1（ピン2） ：LTC4416のコンパレータのイネーブル入力。VREF よりも高い H 信号によって、V1 経路がイネーブルされます。 その後、理想ダイオードの動作は、G1ピンに接続されたPFET を制御することによってV1 経路をオンにするかどうかを決定 します。PFET が DC 電流をブロックするように適切に構成さ れていれば、E1 信号を L に駆動すると、V1 経路は 「ソフトオ フ」 を実行します。E1 入力が 1.5Vを超えると、内部電流シンク によってE1ピンの電圧が引き下げられます。 G2（ピン6） ：第 2PチャネルMOSFET パワースイッチのゲート 駆動ピン。このピンは、V2 が VS よりも高い場合、V2ピンとVS ピン間の25mVの順方向レギュレーション電圧（VFR） を維持 するように第 2 パワー・コントローラから指示されます。V2 が VS よりも低い場合は、G2ピンが VS ピンの電圧に引き上げら れ、第 2Pチャネル・パワースイッチはオフになります。 E1（ピン2） ：LTC4416-1のコンパレータのイネーブル入力。 VREF よりも高い H 信号によって、V1 経路がイネーブルされ ます。その後、理想ダイオードの動作は、G1ピンに接続された PFETを制御することによってV1 経路をオンにするかどうかを 決定します。E1信号が L に駆動されると、 「高速オフ」機能が イネーブルされてG1ゲートが H に引き上げられることによっ て、V1 経路が素早くディスエーブルされます。E1 入力が 1.5V を超えると、内部電流シンクによってE1ピンの電圧が引き下 げられます。 GND（ピン3） ：グランド。このピンは、内部回路全体に電源リ ターン経路を提供します。 E2（ピン4） ：LTC4416のコンパレータのイネーブル入力。VREF よりも低い L 信号によって、V2 経路がイネーブルされます。 その後、理想ダイオードの動作は、G2ピンに接続されたPFET を制御することによってV2 経路をオンにするかどうかを決定 します。PFET が DC 電流をブロックするように適切に構成さ れていれば、E2 信号を H に駆動すると、V2 経路は 「ソフトオ フ」 を実行します。E2 入力が 1.5Vを超えると、内部電流シンク によってE2ピンの電圧が引き下げられます。 E2（ピン4） ：LTC4416-1のコンパレータのイネーブル入力。 VREF よりも低い L 信号によって、V2 経路がイネーブルされ ます。その後、理想ダイオードの動作は、G2ピンに接続された PFETを制御することによってV2 経路をオンにするかどうかを 決定します。E2 信号が H に駆動されると、 「高速オフ」機能 がイネーブルされてG2ゲートが H に引き上げられることに よって、V2 経路が素早くディスエーブルされます。E2 入力が 1.5Vを超えると、内部電流シンクによってE2ピンの電圧が引 き下げられます。 V2（ピン7） ：第 2 入力電源電圧。第 2 パワー・コントローラおよ びバンドギャップ・リファレンスに電力を供給します。V2は、第 2 内部パワー・コントローラの2つの電圧検出入力のうちの1 つです （第 2 内部パワー・コントローラのもう1つの入力は、VS ピンです）。この入力には、通常、第 2（バックアップ）電源から 電力が供給されます。負荷トランジェントを抑制する必要があ る場合、0.1μF ∼ 10μFの範囲のコンデンサを使用してこのピ ンをグランドにバイパスできます。 V（ ：電力検出入力ピン。第１パワー・コントローラと第 S ピン8） 2 パワー・コントローラの両方、およびバンドギャップ・リファレ ンスの内部回路に電力を供給します。このピンは、両方の内 部アナログ・コントローラの電圧検出入力でもあります （第 1コ ントローラのもう1つの入力はV1ピンであり、第 2コントロー ラのもう1つの入力はV2ピンです）。この入力には、負荷にも 電流を供給する補助電源から電力を供給することもできます。 V1（ピン9） ：第 1 入力電源電圧。第１パワー・コントローラと バンドギャップ・リファレンスに電力を供給します。V1は、第 1 内部パワー・コントローラの2つの電圧検出入力のうちの1つ です （第 1 内部パワー・コントローラのもう1つの入力は、VS ピンです）。この入力には、通常、第 1（主）電源から電力が供 給されます。負荷トランジェントを抑制する必要がある場合、 0.1μF ∼ 10μFの範囲のコンデンサを使用してこのピンをグラ ンドにバイパスできます。 G1（ピン10） ：第 1PチャネルMOSFET パワースイッチのゲート 駆動ピン。このピンは、V1 が VS よりも高い場合に、V1ピンと VS ピン間の25mVの順方向レギュレーション電圧（VFR） を維 持するように第 1 パワー・コントローラから指示されます。V1 が VS よりも低い場合は、G1ピンが VS ピンの電圧に引き上げ られ、第 1Pチャネル・パワースイッチはオフになります。 4416fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC4416 5 LTC4416/LTC4416-1 ブロック図 RAIL1 9 8 V1 VS IG(SRC) FIRST ANALOG CONTROLLER A1 IG(OFF) 8.5V G1 EN2 IG(SNK) IGFON(SNK) 10 IG1 EN1 2 E1 H1 + C1 VREF EN1 1 – 3 GND RAILBG BAND-GAP REFERENCE VREF RAIL2 7 V2 SECOND ANALOG CONTROLLER A2 EN2 4 E2 EN1 EN2 IG(SRC) IG(OFF) 8.5V G2 IG(SNK) IGFON(SNK) H2 + 6 IG2 5 C2 VREF – 4416 BD 動作 内部回路ブロックを示す 「ブロック図」を参照すると、動作 をよく理解することができます。LTC4416/LTC4416-1は、以 下の3つの部分に分かれています。 1. A1、C1、 「第 1アナログ・コントローラ」、G1ドライバ、および H1出力ドライバで構成されるチャネル1コントローラ 2. バンドギャップ・リファレンス 3. A2、C2、 「第 2アナログ・コントローラ」、G2ドライバ、および H2出力ドライバで構成されるチャネル2コントローラ これら3つの部分には、レールと呼ばれる内部で生成される 専用の電源があります。RAIL1は、チャネル1コントローラに 電力を供給します。RAIL2は、チャネル2コントローラに電力 を供給します。内部 RAILBGは、バンドギャップ・リファレンス に電力を供給します。内部 RAIL1は、V1とVS のうちの高い方 の電圧から電力を得ます。内部 RAIL2は、V2とVS のうちの 高い方の電圧から電力を得ます。RAILBGは、V1、V2、およ びVS のうちの最も高い電圧から電力を得ます。3つの部分は、 全てGNDピンに接続された共通グランドを共有しています。 4416fa 6 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC4416 LTC4416/LTC4416-1 動作 バンドギャップ・リファレンスは、チャネル1コントローラとチャ ネル2コントローラで使用される内部バイアス電流を供給し ます。バンドギャップ・リファレンスは、コンパレータC1および C2 が使用する高精度電圧リファレンス （VREF） も供給します。 V1、V2、 またはVS のいずれかに最小動作電圧が存在する間、 バンドギャップ・リファレンスに電力が供給されます。 C1コンパレータとC2コンパレータは、E1 入力と内部 VREF 信 号間、および E2 入力と内部 VREF 信号間の固定された比較を それぞれ提供します。これらのコンパレータの出力は、H1およ び H2オープンドレイン出力で直接示されます。H1とH2の出 力ステートは、VV1 – VVS および VV2 – VVS の間の相対電圧 差にはそれぞれ依存しません。VE1 が VREFよりも低い場合、 H1オープンドレイン出力は、GNDに接続されて低インピーダ ンスになります。VE2 が VREFよりも低い場合、H2オープンドレ イン出力は、GNDに接続されて低インピーダンスになります。 A1 回路および A2 回路は、両方ともハイサイド・トランスコンダ クタンス・アンプおよびコンパレータとして機能します。アナロ グ・コントローラが完全にイネーブルされると、A1とA2の動作 は完全に同じになります。G1 電流との関係を図 1に示します。 VV1 – VVS < VRTO である場合、A1 が逆ターンオフ状態をア クティブにし、IG1 電流が IG（OFF）になります。VRTO < VV1 – VVS < VFR である場合、A1はクラスA出力として動作し、IG1 電流はIG（SRC）に固定されます。電圧 VV1 – VVS が順方向レ ギュレーション電圧（VFR） に近づくと、IG（SNK）電流はVV1 – VVS に比例するようになります。VV1 – VVS > VFON である場 合、A1 が高速オン状態（tG（ON）） をアクティブにし、IG1 電流 が IGFON（SNK）に設定されます。 IG1 IG(SNK) VRTO IG(OFF) VFR VFON NOT DRAWN TO SCALE LTC4416アナログ・コントローラの動作モードを制御でき る点 が、2 個のPowerPathコントローラを使 用した単 純な 回路の動作とは異なっています。表 1では、このアナログ・ コントローラのさまざまな動作モードを説明しています。 表 1.LTC4416 の動作モード E1 1 1 E2 動作モード 0 Load Sharing Sense V1 is Less Than V2 Sense 0 V1 is Greater Than V2 0 X Channel 1 Disabled. Do Not Use X 1 Channel 2 Disabled. Do Not Use 0 1 Both Channels Disabled IG（OFF）1 IG（OFF）2 Enabled Enabled Enabled Enabled Disabled Disabled Disabled Disabled LTC4416には、6つの動作モードがあります。各動作モードは、 E1 入力ピンとE2 入力ピンの構成によって決まります。 負荷シェアリング動作 負荷シェアリング・モードでは、LTC4416は2つの独立した PowerPathコントローラに構成されます。このモードは、第 1アナログ・コントローラと第 2アナログ・コントローラの両 方を完全にイネーブルすることで、実現されます。両方の チャネルで、図 1に示すゲート駆動が実現されます。 V1 が V2よりも低い場合の動作 チャネル1 が完全にイネーブルされます。VV1 – VVS < VRTO である場合、チャネル1 が、図 1に示すIG1 電流を全て実現し ます。 VE2 が VREFしきい値を超えた場合、チャネル2は 「ソフトオフ・ モード」 になります。つまり、G2は、IG（SRC）電流またはIG（OFF） 電流のどちらかを供給するのではなく、IG（SRC）電流のみを供 給します。 IGFON(SNK) IG(SRC) LTC4416 の動作 VV1 – VVS VE2 が VREFしきい値を下回った場合、チャネル2 が完全にイ ネーブルされ、G2 がアクティブになって、図 1に示すIG 出力電 流を実現します。 4416 F01 図 1．IG1 とVV1 – VVS 4416fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC4416 7 LTC4416/LTC4416-1 動作 V1 が V2よりも高い場合の動作 両方のチャネルをディスエーブルする VE1 が VREFしきい値を下回った場合、チャネル1は 「ソフト オフ・モード」 になります。つまり、G1は、IG（SNK）電流または IGFON（SNK）電流を供給するのではなく、IG（SRC）電流のみを 供給します。 LTC4416の両方のチャネルをディスエーブルすると、G1とG2 の電流は両方ともIG（SRC）に設定されます。 VE1 が VREFしきい値を超えると、チャネル1 が即座に完全に イネーブルされ、G1 がアクティブになって、図 1に示した出力 電流を実現します。 LTC4416-1は、過電圧保護 / 低電圧保護のため、または他 の電圧入力の状態にかかわらず、どちらかの電圧経路を高 速でオフにする必要がある場合のために設計されています。 LTC4416-1には、LTC4416に実装されているソフトオフ機能 が実装されていません。E1とE2 が非アクティブになると、それ らの各チャネルのIG 電流が強制的にIG（OFF）になります。表 2では、E1 入力および E2 入力の動作を説明しています。 「アク ティブ」 という用語は、VVn – VVS の値にかかわらず、Gnピン に対してIG（OFF）電流が強制されることを意味しています。 「イ ネーブル」 という用語は、VVn – VVS < VRTO である場合にの み、 IG（OFF）電流がGnピンに供給されることを意味しています。 チャネル2が完全にイネーブルされます。VV1 – VVS < VRTO で ある場合、 チャネル2が、 図1に示すIG2 電流を全て実現します。 チャネル 1をディスエーブルする LTC4416は、E1を接地し、E2を不定状態のままにすることで チャネル1をディスエーブルするようには設計されていません。 これが発生した場合、チャネル 2のPowerPathコントローラの 逆ターンオフが機能しなくなります。LTC4416 が電気的に損 傷することはありません。 チャネル 2をディスエーブルする LTC4416は、E2を H に接続し、E1を不定状態のままにする ことでチャネル2をディスエーブルするようには設計されてい ません。これが発生した場合、チャネル1のPowerPathコント ローラの逆ターンオフが機能しなくなります。LTC4416 が電気 的に損傷することはありません。 LTC4416-1 の動作 表 2. LTC4416-1 の動作モード E1 E2 動作モード 0 X Undervoltage Protection Active X 1 X 1 X 0 Overvoltage Protection Channel 1 PowerPath Channel 2 PowerPath Enabled IG（OFF）1 IG（OFF）2 Active Enabled アプリケーション情報 LTC4416 LTC4416は、主要な3つのアプリケーションをサポートする ように設計されています。最初の2つのアプリケーションは、 V1 が主電源、V2 がバックアップ電源であることを前提にし ています。1 番目のアプリケーションでは、V1 電源は通常 V2よりも低くなります。2 番目のアプリケーションでは、V1 電源は通常 V2よりも高くなります。3 番目のアプリケーショ ンは、V1とV2の値が比較的同じである場合に、負荷シェア リングのケースに対処します。 V1 V1 = 9V (FAIL) V1 = 10.8V (RESTORE) PRIMARY SUPPLY R2A 158k LTC4416 R2E 105k GND R2C 24.9k E1 V1 H1 G1 GND VS E2 G2 H2 V2 V2 V1 が V2よりも低い Q1 SUP75P03_07 VS 4416 F02 V2 = 14.4V BACKUP SUPPLY 図 2に、このケースの外付け抵抗の構成を示します。 Q2 Q3 SUP75P03_07 図2 4416fa 8 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC4416 LTC4416/LTC4416-1 アプリケーション情報 この構成は、V1を12V 電源、V2 電源を4セル・リチウムイオ ン・バッテリ・パックにして使用されます。V1 が 12Vになると、 E2によって、G2 が V2に強制されることにより、Q2AとQ2Bを 介したV2 電源とVS の接続がディスエーブルされ、H2 がオー プン状態になります。E1がVREFよりも高い電圧に接続されて、 V1とVS の間の経路がアクティブになります。E1 入力を接地す ることによって、VS 出力を完全に遮断できます。LTC4416は、 V1、V2、および VS のうち、最も高い電圧から電力を受け取り ます。この構成では、V1 電源が 9V 未満に低下するまで、V1 からVS に電力が供給されます。 V1が 9V 未満に低下すると、 H2ピンの電圧が GNDに近づき、 G2の電圧が V2を下回るVCLAMP に低下し、G1 が VS の電圧 レベルに上昇します。V2は、V1 が 10.8Vを超えて上昇するま でVS に電流を供給します。H1出力は、E1 入力が VREF の電 圧レベル未満に低下するまでオープン状態になります。 V1のVFAIL は、次式で決定されます。 VFAIL = VETH • R2A + R2C R2C = 1.222V • 158k + 24.9k = 8.98 V 24.9kk ( 24.9k 105k R1D 187k R1C 24.9k GND LTC4416 E1 V1 GND G1 E2 VS H2 G2 H1 V2 VS V2 4416 F03 V2 = 10.8V Q3 SUP75P03_07 BACKUP SUPPLY 図3 V1 が 12V 未満に低下すると、H1ピンの電圧が GNDに近づ き、G2の電圧が V2を下回るVCLAMP に低下し、G1 が V1の 電圧レベルに上昇します。V2は、V1 が 13.5Vを超えて上昇す るまでVS に電流を供給します。E2 入力が VREF の電圧レベル を超えるまで、H2出力はGNDに短絡されます。 R1A + R1C R1C = 1.222V • R2C R2E 1558k + 24.9k 105k R1A 221k VFAIL = VETH • (R2A + (R2C R2E)) = 1.222V • SUP75P03_07 Q1 Q2 PRIMARY SUPPLY V1のVFAIL は、次式で決定されます。 V1のVRESTORE は、次式で決定されます。 VRESTORE = VETH • V1 V1 = 12V (FAIL) V1 = 13.5V (RESTORE) 221k + 24.9k = 12.07 V 24.9kk V1のVRESTORE は、次式で決定されます。 ) = 10.81V VRESTORE = VETH • (R1A + (R1C R1D)) V1 が V2よりも高い 図 3に、このケースの外付け抵抗の構成を示します。 この構成は、V1を12V 電源、V2 電源を3セル・リチウムイオ ン・バッテリ・パックにして使用されます。V1 が 16Vになると、 E1によってV1 電源が主電源としてイネーブルされ、V1 > V2 になるため、V2 電源がディスエーブルされます。E1 > VREF に なると、H1出力がオープン状態になります。H1を接地し、強 制的にE2 > VREF にすることによって、VS 出力を完全に遮断 できます。LTC4416は、V1、V2、および VS のうち、最も高い電 圧から電力を受け取ります。この構成では、V1 電源が 12V 未 満に低下するまで、V1 からVS に電力が供給されます。 = 1.222V • R1C R1D ( 2221k + 24.9k 187k 24.9k 187k ) = 13.51V 負荷シェアリング 図 4に、このケースの構成を示します。 この構成は、V1とV2 が比較的同じ電圧である場合に使用さ れます。このケースでは、LTC4416は相互接続された2つの 理想ダイオード・コントローラとして機能します。VS には、2つ の電源（V1および V2） のうち、電圧の高い方が供給されます。 V1とV2 が全く同じである場合は、VS の電流の50% が各電 源から供給されます。2つの電源の電圧差が 100mVよりも大 きい場合、V1とV2のうちの高い方から負荷に100% 供給さ れます。 4416fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC4416 9 LTC4416/LTC4416-1 アプリケーション情報 ユーザーは、E1とE2を使用して、 それらをデジタル・コントロー ラに接続することによって、2つの電源のどちらかかをディス エーブルすることを選択できます。E1 が L になると、V1はVS に電流を供給しなくなります。E2 が H になると、V2はVS に 電流を供給しなくなります。E1 が L になり、E2 が H になる と、VS はディスエーブルされます。 図 5に、シャットダウン・オプションを使用しない同じアプリ ケーションを示します。このアプリケーションは、損失が図 4 の1/2であり、5Vレール用に構成されています。 V1 LTC4416 E1 TO HOST CONTROLLER GND E2 入力電圧が低すぎる場合または高すぎる場合に負荷への電 力供給をディスエーブルするアプリケーション回路について、 図 6を参照してください。VIN が 0V から開始されると、VIN が 5.5Vに達するまで、負荷と出力の間がディスエーブルされま す。電源電圧が 13.5Vを超えるまで、V1 経路がイネーブルさ れ、入力に負荷が接続されたままになります。この電圧で、V2 経路はディスエーブルされます。入力電圧が低下して12Vにな り、V2 経路がイネーブルされると、電圧源が負荷に再接続さ れます。最終的に、電圧が 5V 未満に低下すると、負荷が入力 電源から除去されます。 VIN Si7483ADP Q1 Q2 V1 = 12V 低電圧および過電圧シャットダウン R1A 75k R2A 221k VTH2 WITH HYSTERESIS R2C 24.9k GND VTH1 WITH HYSTERESIS R1D 182k V1 H1 G1 GND VS E2 G2 E2 V2 H2 V2 H2 G2 V2 VS R2E R1C 187k 24.3k Q1 Si7495DP SUPPLY 1 VS VOUT TO LOAD 4416 F06 低電圧 VFAIL = VETH • LTC4416 H1 V1 E1 G1 GND VS E2 G2 H2 V2 VS 5V 4416 F05 SUPPLY 2 V1 GND 図6 図4 V1 5V E1 UV ENABLED AT 5V, VIN RESTORED TO LOAD WHEN VIN RISES TO 5.5V OV ENABLED AT 13.5V, VIN RESTORED TO LOAD WHEN VIN FALLS TO 12V 4416 F04 Q3 Q4 Si7483ADP V2 = 12V V2 5V LTC4416-1 G1 H1 E1 R1A + R1C R1C = 1.222V • 75k + 24.3k = 4.99 V 24.3k VRESTORE = VETH • (R1A + (R1C R1D)) Q2 Si7495DP 図 5．電流分担用のデュアル PowerPath = 1.222V • R1C R1D ( 755k + 24.3k 182k 24.3k 182k ) = 5.497V LTC4416-1 LTC4416-1は、 「ソフトオフ」機能を使用しないで、LTC4416の 3つのアプリケーションを全てサポートします。2つの設計の相 違点は、LTC4416-1 が、チャネルがディスエーブルされたとき に負荷を電源から高速にオフにするということだけです。負荷 状態で電源が一定量の電圧変動を許容できない場合、また は負荷が急速な入力電源の変動から保護されている場合、こ の高速ターンオフ機能をディスエーブルします。 4416fa 10 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC4416 LTC4416/LTC4416-1 アプリケーション情報 図 9に、図 8と比較して非常に小さい時間スケールで、急速に 変化する入力電圧を示します。LTC4416では、急激なプルアッ プ電流を加える前に、tE（OFF）時間が必要になります。ゲート 電圧は、最小電流が 500μAのIG（OFF）によって H に引き上 げられます。ゲートの放電時間は、回路の外付けFETの容量 および初期ゲート-ソース間電圧によって決まります。合計遅 延時間は、次式から求められます。 過電圧 R2A + R2C|| R2E R2C|| R2E = 1.222V • 221k + 24.9k || 187k = 13.51V 24.9k || 187k VRESTORE = VETH • R2A + R2C R2C = 1.222V • tDELAY = tE(OFF ) + tDISCHARGE 221k + 24.9k = 12.07 V 244.9k ここでは、並行して動作する過電圧および低電圧ロックアウト 回路を示しています。電圧経路のどちらか1つのみを使用し、 それ以外の部品を取り除くことによって、過電圧ロックアウト または低電圧ロックアウトのいずれかの回路を構成できます。 過電圧保護用に構成されたLTC4416-1について、図 7を参照 してください。入力電圧がグランド未満に低下しない場合は、 トランジスタQ1を削除できます。 この構成では、LTC4416ではなくLTC4416-1を使用する必要 があります。これは、LTC4416-1 が、過電圧または低電圧状態 を検出した場合に高速にオフになるためです。図 6の回路構 成を使用した2つのデバイスのトランジェント応答の比較につ いて、図 8を参照してください。LTC4416は、 「高速オフ」機能 がイネーブルされていないため、過電圧状態または低電圧状 態で、素早くオフになりません。このため、出力電圧が目的の 範囲を超えて変動します。 Q1 R2A 221k VTH2 WITH HYSTERESIS R2C 24.9k GND VOUT LTC4416 15 VOUT LTC4416-1 10 5 VIN VOUT LTC4416 0 V1 GND VS E2 V2 H2 G2 VOUT TO LOAD 4416 F07 図 7．過電圧保護用に構成されたLTC4416-1 80 4416 F08 図 8．VOUT に大容量コンデンサを接続した軽負荷時の LTC4416とLTC4416-1 のトランジェント応答 VIN LTC4416 13.55 E1 60 40 TIME (ms) 20 13.60 R1A 100k VOUT LTC4416-1 0 Q2 LTC4416-1 G1 H1 R2E 187k CGS • ∆V IG(OFF) 20 VOLTAGE (V) VIN = tE(OFF ) + VOLTAGE (V) VFAIL = VETH • LTC4416-1 GATE DISCHARGE TIME ∆V =C IG(OFF) 13.50 13.45 tE(OFF) 13.40 0 0 5 10 15 20 25 TIME (µs) 30 35 40 4416 F09 図 9．LTC4416-1 のトランジェント応答の急速な 入力電圧上昇部分の拡大図 4416fa 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。 11 LTC4416/LTC4416-1 パッケージ MS Package 10-Lead Plastic MSOP (Reference LTC DWG # 05-08-1661) 0.254 (.010) 0.889 0.127 (.035 .005) DETAIL “A” 0 – 6 TYP GAUGE PLANE 5.23 (.206) MIN 0.53 0.152 (.021 .006) 3.20 – 3.45 (.126 – .136) DETAIL “A” 0.50 0.305 0.038 (.0197) (.0120 .0015) BSC TYP RECOMMENDED SOLDER PAD LAYOUT 0.18 (.007) 注記： 1. 寸法はミリメートル/（インチ） 2. 図は実寸とは異なる 3. 寸法にはモールドのバリ、 突出部、 またはゲートのバリを含まない モールドのバリ、突出部、 またはゲートのバリは、 各サイドで0.152mm（0.006"） を超えないこと 4. 寸法には、 リード間のバリまたは突出部を含まない リード間のバリまたは突出部は、各サイドで0.152mm（0.006"） を超えないこと 5. リードの平坦度（整形後のリードの底面） は最大0.102mm（0.004"） であること SEATING PLANE 0.17 –†0.27 (.007 – .011) TYP 3.00 0.102 (.118 .004) (NOTE 3) 0.86 (.034) REF 1.10 (.043) MAX 0.50 (.0197) BSC 0.127 0.076 (.005 .003) 10 9 8 7 6 0.497 0.076 (.0196 .003) REF 3.00 0.102 (.118 .004) (NOTE 4) 4.90 0.152 (.193 .006) MSOP (MS) 0603 1 2 3 4 5 関連製品 製品番号 LTC1473 LTC1479 説明 注釈 デュアルPowerPathスイッチ・ドライバ 最高 30Vの電源の切り替えと絶縁 デュアル・バッテリ・システム用PowerPath 2つのバッテリ、DC 電源、チャージャ、およびバックアップのための完全な コントローラ 電源経路の管理 LTC1558/ プログラム可能な出力付きバックアップ・ 1.2V NiCdボタン・セルから可変バックアップ電圧を生成、昇圧コンバータ LTC1559 バッテリ・コントローラ 内蔵 LT®1579 300mAデュアル入力スマートバッテリ・ デュアル入力で出力レギュレーションを維持、 ドロップアウト電圧：0.4V、 バックアップ・レギュレータ 出力電流：300mA LTC1733/ モノリシック･リニア･リチウムイオン・バッテリ 温度レギュレーション、外付けのMOSFET/センス抵抗不要 LTC1734 チャージャ LTC1998 2.5μA、精度 1%のプログラム可能なバッテリ電圧 トリップ電圧とヒステリシスを調整可能、ThinSOTTM 検出器 LTC4055 USB パワー・コントローラとリチウムイオン・ 自動バッテリ切り替え、温度レギュレーション、ACアダプタおよび リニア・チャージャ USB 電源から充電、4mm 4mm QFN パッケージ LTC4066 USB パワー・コントローラおよびバッテリ・ 1セル・リチウムイオン・バッテリをUSBポートから直接充電、温度 チャージャ レギュレーション、50mΩの理想ダイオード、4mm 4mmのQFN-24パッケージ LTC4085 理想ダイオード・コントローラおよび 1セル・リチウムイオン・バッテリをUSBポートから直接充電、 リチウムイオン・チャージャ付き 温度レギュレーション、200mΩの理想ダイオード USB パワーマネージャ （50mΩ 未満のオプションあり）、4mm 3mm DFN-14 パッケージ LTC4354 負電圧ダイオードORコントローラおよびモニタ パワー・ショットキ・ダイオードの代替、80V 動作 LTC4410 ThinSOTのUSB パワー・マネージャ バッテリ充電とUSB 周辺機器が同時に動作可能 LTC4411 SOT-23 理想ダイオード 2.6Aの順方向電流、28mVの安定化順方向電圧 LTC4412HV MSOP パッケージの36V 低損失 PowerPath 動作温度範囲：–40 C ∼ 125 C、DCソースの自動切り替え コントローラ オン抵抗：100mΩ、逆リーク電流：1μA、安定化順方向電圧：28mV LTC4413 3mm 3mm DFN パッケージのデュアル2.6A、 2.5V ∼ 5.5V 理想ダイオード LTC4414 大型 PFET 用36V 低損失 PowerPathコントローラ 大きなQG のPFETを駆動、電源 OR 接続ダイオードに代わる低損失 デバイス、AC/DCアダプタ電圧範囲：3.5V ∼ 36V、MSOP-8 パッケージ ThinSOTはリニアテクノロジー社の商標です。 4416fa 12 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/LTC4416 LT0507 REV A • PRINTED IN JAPAN LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2005