LTC3586/LTC3586-1 - 昇圧DC/DC

LTC3586/LTC3586-1
昇圧DC/DC、昇降圧DC/DC
2個の降圧DC/DCを搭載した
高効率USBパワーマネージャ
特長
概要
パワーマネージャ
■ Bat-Track™適応型出力制御と
「瞬時オン」動作を備えた
高効率スイッチングPowerPath™コントローラ
■ 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)
■ 最大充電電流が1.5Aで、
フロート電圧が4.1V
(LTC3586-1)
または4.2V
(LTC3586)
のフル機能リチウムイオン/
ポリマー・バッテリ・チャージャ
■ 内蔵の180mΩ理想ダイオードと外付け理想ダイオード・
コントローラがバッテリ・モードで負荷に給電
■ BATから給電時の無負荷消費電流:<30μA
■ デュアル高効率降圧DC/DC
(IOUT:400mA)
■ 高効率昇降圧DC/DC
(IOUT:1A)
■ 高効率昇圧DC/DC
(IOUT:800mA)
■ 小型
(4mm×6mm×0.75mm)
38ピンQFNパッケージ
LTC®3586/LTC3586-1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高効率な電流制限付き
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/
LTC3586-1は特にUSBアプリケーション向けに設計されてお
り、
スイッチング・パワーマネージャによって最大入力電流を、
USBアプリケーション向けには100mAまたは500mA、ACアダ
プタ駆動アプリケーション向けには1Aに自動的に制限します。
アプリケーション
デジタル・スチール・カメラ
HDDベースのMP3プレーヤ、PDA、GPS、
PMP
■ その他のUSBベースのハンドヘルド機器
LTC3586/LTC3586-1のスイッチングアーキテクチャは、
リニア・
チャージャとは異なり、損失と発熱を最小限に抑えながら、
USBポートから得られる電力のほとんど全てを負荷に供給し
ます。
この機能により、小さいスペースでの熱管理の制約を緩
和します。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最小800mAを供
給可能です。
LTC3586/LTC3586-1は、高さの低い
(0.75mm)38ピン4mm
6mm QFNパッケージで供給されます。
■
■
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とBat-Trackはリニア
テクノロジー社の登録商標です。他の全ての商標はそれぞれの所有者に所有権があります。
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
高効率PowerPathマネージャ、2個の降圧、昇降圧および昇圧
CURRENT
CONTROL
700
CC/CV
BATTERY
CHARGER
OPTIONAL
0V
CHARGE
T
LTC3586/LTC3586-1
+
3.3V/20mA
EN
HIGH EFFICIENCY
BUCK-BOOST
MODE
ILIM
DUAL HIGH EFFICIENCY
BUCKS
1
2
MEMORY/
CORE µP
2.5V to 3.3V/1A
I/O
SYSTEM
5V/800mA
AUDIO/
MOTOR
4
FAULT
EXTRA CURRENT
FOR FASTER CHARGING
500
500mA USB CURRENT LIMIT
400
300
200
100
3
2
HIGH EFFICIENCY
BOOST
RTC/LOW
POWER LOGIC
0.8V TO 3.6V/400mA
0.8V TO 3.6V/400mA
BATTERY CHARGE CURRENT
600
Li-Ion
ALWAYS ON LDO
4
バッテリ充電電流と
バッテリ電圧(LTC3586)
TO OTHER
LOADS
USB COMPLIANT
STEP-DOWN
REGULATOR
CHARGE CURRENT (mA)
USB/WALL
4.5V TO 5.5V
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
3586 TA01b
3586 TA01
3586fb
1
LTC3586/LTC3586-1
ピン配置
(トランジェント)t<1ms、
VBUS
デューティ・サイクル < 1% ..................................... −0.3V~7V
VIN1、VIN2、VIN3、VIN4、VBUS
(スタチック)、
BAT、NTC、CHRG、FAULT、ILIM0、ILIM1、
EN3、EN4、MODE、FB4、VOUT4 .................................. −0.3V~6V
FB1................................... −0.3V~6Vと
(VIN1+0.3V)
の低い方
FB2................................... −0.3V~6Vと
(VIN2+0.3V)
の低い方
FB3、VC3 ........................... −0.3V~6Vと
(VIN3+0.3V)
の低い方
EN1、EN2............................................................... −0.3V~6Vと
最大(VBUS、VOUT、BAT)
+0.3Vの低い方
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℃~85℃
接合部温度(Note 3).......................................................125℃
保存温度範囲................................................... −65℃~125℃
BAT
EN4
VOUT
VBUS
VBUS
SW
FAULT
TOP VIEW
38 37 36 35 34 33 32
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
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
VIN3
SWAB3
13 14 15 16 17 18 19
VIN3
絶対最大定格
(Note 1、5)
UFE PACKAGE
38-LEAD (4mm × 6mm) PLASTIC QFN
TJMAX = 125°C, θJA = 34°C/W
EXPOSED PAD (PIN 39) IS GND, MUST BE SOLDERED TO PCB
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
LTC3586EUFE#PBF
LTC3586EUFE#TRPBF
3586
38-Lead (4mm × 6mm) Plastic QFN
– 40°C to 85°C
LTC3586EUFE-1#PBF
LTC3586EUFE-1#TRPBF
35861
38-Lead (4mm × 6mm) Plastic QFN
– 40°C to 85°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。
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。
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。
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
PowerPathスイッチング・レギュレータ
VBUS
Input Supply Voltage
4.35
IBUSLIM
Total Input Current
1x Mode, VOUT = BAT
5x Mode, VOUT = BAT
10x Mode, VOUT = BAT
Suspend Mode, VOUT = BAT
IVBUSQ
VBUS Quiescent Current
1x Mode, IVOUT = 0mA
5x Mode, IVOUT = 0mA
10x Mode, IVOUT = 0mA
Suspend Mode, IVOUT = 0mA
l
l
l
l
87
436
800
0.31
5.5
95
460
860
0.38
7
15
15
0.044
100
500
1000
0.50
V
mA
mA
mA
mA
mA
mA
mA
mA
3586fb
2
LTC3586/LTC3586-1
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。
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
hCLPROG (Note 4)
Ratio of Measured VBUS Current to
CLPROG Program Current
1x Mode
5x Mode
10x Mode
Suspend Mode
224
1133
2140
9.3
mA/mA
mA/mA
mA/mA
mA/mA
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
fOSC
Switching Frequency
3.95
TYP
4.30
4.00
MAX
4.35
200
50
3.5
USB Suspend Mode, IVOUT = 250µA
BAT + 0.3
UNITS
V
V
mV
mV
4.7
V
4.5
4.6
4.7
V
1.8
2.25
2.7
MHz
RPMOS_POWERPATH PMOS On-Resistance
0.18
Ω
RNMOS_POWERPATH NMOS On-Resistance
0.30
Ω
2
3
A
A
IPEAK_POWERPATH
Peak Switch Current Limit (Note 5)
1x, 5x Modes
10x Mode
バッテリ・チャージャ
VFLOAT
BAT Regulated Output Voltage
LTC3586
LTC3586
LTC3586-1
LTC3586-1
ICHG
Constant Current Mode Charge Current RPROG = 1k
RPROG = 5k
IBAT
Battery Drain Current
VPROG
PROG Pin Servo Voltage
VPROG_TRKL
PROG Pin Servo Voltage in Trickle
Charge
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
BAT < VTRKL
100
mA
VTRKL
Trickle Charge Threshold Voltage
BAT Rising
∆VTRKL
Trickle Charge Hysteresis Voltage
VRECHRG
Recharge Battery Threshold Voltage
Threshold Voltage Relative to VFLOAT
VBUS > VUVLO , IVOUT = 0µA
VBUS = 0V, IVOUT = 0µA (Ideal Diode Mode)
l
l
4.179
4.165
4.079
4.065
4.200
4.200
4.100
4.100
4.221
4.235
4.121
4.135
V
V
V
V
980
185
1022
204
1065
223
mA
mA
2
3.5
29
5
41
µA
µA
BAT < VTRKL
2.7
1.000
V
0.100
V
2.85
3.0
130
–75
–100
V
mV
–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
0.088
0.1
0.112
mA/mA
65
100
mV
1
µA
hC/10
End-of-Charge Indication Current Ratio (Note 6)
VCHRG
CHRG Pin Output Low Voltage
ICHRG = 5mA
ICHRG
CHRG Pin Leakage Current
VCHRG = 5V
3586fb
3
LTC3586/LTC3586-1
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。
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
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
VLDO3V3
Regulated Output Voltage
RCL_LDO3V3
Closed-Loop Output Resistance
4
Ω
ROL_LDO3V3
Dropout Output Resistance
23
Ω
VIL
Logic Low Input Voltage
理想ダイオード
2
15
mV
mV
0.18
Ω
1.6
A
常時オンの3.3V電源
0mA < ILDO3V3 < 20mA
3.1
3.3
3.5
V
ロジック入力
(EN1、EN2、EN3、EN4、MODE、ILIM0、ILIM1、FAULT)
VIH
Logic High Input Voltage
IPD
Pull-Down Current
VFAULT
FAULT Pin Output Low Voltage
0.4
1.2
V
V
1
µA
FAULT出力
IFAULT = 5mA
65
FAULT Delay
100
14
FBx Voltage Threshold
for FAULT (x = 1, 2, 3, 4)
mV
ms
0.736
V
スイッチング・レギュレータの1、2、3および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
5.5
V
VIN1,2,3,4 Connected to VOUT Through
Low Impedance. Switching Regulators
are Disabled in UVLO
2.5
2.7
2.6
2.8
2.9
V
V
1.8
2.25
2.7
MHz
VFB1,2,3,4 = 0.85V
–50
50
nA
0.82
V
l
0.78
0.80
3586fb
4
LTC3586/LTC3586-1
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。
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
スイッチング・レギュレータ1と(
2 降圧)
IVIN1,2
Pulse-Skip 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-Skip/Burst Mode Operation (Note 5)
225
35
600
800
60
1
µA
µA
µA
1100
mA
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
IVIN3
Input Current
PWM Mode, IVOUT3 = 0µA
Burst Mode Operation, IVOUT3 = 0µA
Shutdown
For Burst Mode Operation or PWM Mode
100
%
10
kΩ
スイッチング・レギュレータ(
3 昇降圧)
220
13
0
400
20
1
2.65
2.75
µA
µA
µA
VOUT3(LOW)
Minimum Regulated Output Voltage
VOUT3(HIGH)
Maximum Regulated Output Voltage
ILIMF3
Forward Current Limit (Switch A)
l
2
2.5
3
IPEAK3(BURST)
Forward Burst Current Limit (Switch A) Burst Mode Operation
l
200
275
350
mA
IZERO3(BURST)
Reverse Burst Current Limit (Switch D) Burst Mode Operation
l
–30
0
30
mA
IMAX3(BURST)
Maximum Deliverable Output Current in 2.7V ≤ VIN3 ≤ 5.5V, 2.75V ≤ VOUT3 ≤ 5.5V
Burst Mode Operation
(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
ILEAK(N)
NMOS Switch Leakage
Switches B, C
–1
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
IVIN4
Input Current
FB4 > 0.8V, IVOUT4 = 0µA
Shutdown, VOUT4 = 0V
180
IVOUT4
Q-Current Drawn from Boost Output
FB4 = 0V
7.5
mA
ILIMF4
NMOS Switch Current Limit
(Note 5)
2000
2800
mA
VOUT4
Output Voltage Adjust Range
VOV4
Overvoltage Shutdown
5.1
5.3
∆VOV4
Overvoltage Shutdown Hysteresis
5.5
PWM Mode (Note 5)
5.6
50
l
V
V
A
mA
1
1
µA
µA
10
kΩ
75
%
0.5
ms
100
%
スイッチング・レギュレータ(
4 昇圧)
0.3
1
µA
µA
5
V
5.5
V
V
Burst Modeはリニアテクノロジー社の登録商標です。
3586fb
5
LTC3586/LTC3586-1
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。
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
RDS(ON)P4
PMOS RDS(ON)
Synchronous Switch
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
0.25
Ω
0.17
RVOUT4
VOUT4 Pull-Down in Shutdown
10
DBOOST(MAX)
Maximum Boost Duty Cycle
91
tSS4
Soft-Start Time
Ω
kΩ
94
%
0.375
Note1: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。
Note2:LTC3586E/LTC3586E-1は0℃~85℃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℃~85℃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。
Note3:LTC3586E/LTC3586E-1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温度
保護機能が備わっている。過温度保護機能がアクティブなとき接合部温度は125℃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。
ms
Note4:合計入力電流は、
消費電流、
IVBUSQ、
および次のように与えられる測定電流の和である。
VCLPROG/RCLPROG •(hCLPROG+1)
Note5:このデバイスの電流制限機能は、
ICを短時間の、
または間欠的なフォールト状態に対し
て保護することを目的としている。規定された最大ピン電流定格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。
Note6:hC/10は、
示されているPROG抵抗を使って測定された最大充電電流に対する割合として
表わされる。
Note7: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。
Note8:設計により保証されている。
標準的性能特性 (注記がない限り、TA = 25℃)
0.20
0.6
INTERNAL IDEAL
DIODE ONLY
0.4
VBUS = 0V
VBUS = 5V
0
0.04
0.12
0.16
0.08
FORWARD VOLTAGE (V)
0.20
INTERNAL IDEAL DIODE
0.15
0.10
3586 G01
0
2.7
VBUS = 5V
5x MODE
4.25
INTERNAL IDEAL DIODE
WITH SUPPLEMENTAL
EXTERNAL VISHAY
Si2333 PMOS
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
OUTPUT VOLTAGE (V)
1.0
出力電圧と出力電流(バッテリ・
チャージャはディスエーブル)
理想ダイオードの抵抗と
バッテリ電圧
理想ダイオードのV-I特性
3.0
3.6
3.9
3.3
BATTERY VOLTAGE (V)
4.00
BAT = 3.4V
3.75
3.50
4.2
3586 G02
3.25
0
200
600
800
400
OUTPUT CURRENT (mA)
1000
3586 G03
3586fb
6
LTC3586/LTC3586-1
標準的性能特性 (注記がない限り、TA = 25℃)
USBで制限されたバッテリ充電
USBで制限されたバッテリ充電
電流とバッテリ電圧
150
700
25
LTC3586
VBUS = 5V
RPROG = 1k
RCLPROG = 3k
400
300
LTC3586-1
200
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
LTC3586-1
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)
PowerPathスイッチング・
レギュレータの効率と出力電流
EFFICIENCY (%)
EFFICIENCY (%)
70
60
5x CHARGING EFFICIENCY
80
LTC3586
RCLPROG = 3.01k
RPROG = 1K
IVOUT = 0mA
50
60
2.7
1
3
3.5
3.9
3.3
BATTERY VOLTAGE (V)
3586 G07
0.5
5.0
0.1
0.3
0.4
0.2
OUTPUT CURRENT (mA)
0.5
3586 G10
20
15
10
1
0
3
2
VBUS VOLTAGE (V)
4
3586 G09
3.4
VBUS = 5V
BAT = 3.3V
RCLPROG = 3.01k
0.3
0.2
0
0
0.1
0.3
0.4
0.2
OUTPUT CURRENT (mA)
5
3.3V LDOの出力電圧と出力電流
(VBUS = 0V)
0.1
VBUS = 5V
BAT = 3.3V
RCLPROG = 3.01k
25
0
4.2
OUTPUT VOLTAGE (V)
VBUS CURRENT (mA)
OUTPUT VOLTAGE (V)
3.5
30
5
一時停止時のVBUS電流と
出力電圧
0.4
4.5
4.0
35
3586 G08
一時停止時の出力電圧と
出力電流
0
4.2
VBUS電流とVBUS電圧
(一時停止)
1x CHARGING EFFICIENCY
70
2.5
3.6
3.9
3.3
BATTERY VOLTAGE (V)
40
80
3.0
3.0
45
5x, 10x MODE
0.1
OUTPUT CURRENT (A)
VBUS = 5V
(SUSPEND MODE, RCLPROG = 3.01k)
5
外部負荷なしのバッテリ充電
効率とバッテリ電圧(PBAT/PBUS)
90
40
0.01
10
3586 G06
VBUS QUIESCENT CURRENT (µA)
1x MODE
15
0
2.7
4.2
100
BAT = 3.8V
VBUS = 0V
20
3586 G05
3586 G04
90
BATTERY DRAIN CURRENT (µA)
CHARGE CURRENT (mA)
CHARGE CURRENT (mA)
125
500
IVOUT = 0µA
LTC3586
600
100
バッテリの流出電流と
バッテリ電圧
電流とバッテリ電圧
0.5
3586 G11
BAT = 3.9V, 4.2V
BAT = 3.4V
BAT = 3.5V
BAT = 3.6V
3.2
3.0
BAT = 3V
BAT = 3.1V
BAT = 3.2V
BAT = 3.3V
2.8
2.6
0
5
15
20
10
OUTPUT CURRENT (mA)
25
3586 G12
3586fb
7
LTC3586/LTC3586-1
標準的性能特性 (注記がない限り、TA = 25℃)
バッテリ・チャージャの
フロート電圧と温度
バッテリ充電電流と温度
600
4.21
3.68
4.20
3.66
400
THERMAL REGULATION
300
200
OUTPUT VOLTAGE (V)
FLOAT VOLTAGE (V)
CHARGE CURRENT (mA)
500
4.19
4.18
低バッテリ
(瞬時オン)
出力電圧と
温度
BAT = 2.7V
IVOUT = 100mA
5x MODE
3.64
3.62
100
RPROG = 2k
10x MODE
0
–40 –20 0
20 40 60 80
TEMPERATURE (°C)
4.17
–40
100 120
–15
35
10
TEMPERATURE (°C)
60
3586 G13
15
BAT = 3.6V
VBUS = 0V
2.2
BAT = 3V
VBUS = 0V
2.0
BAT = 2.7V
VBUS = 0V
1.8
–40
–15
35
10
TEMPERATURE (°C)
60
85
VBUS消費電流と温度
5x MODE
12
9
1x MODE
6
3
–40
–15
35
10
TEMPERATURE (°C)
3586 G16
CHRGピンの電流と電圧
(プルダウン状態)
CHRG PIN CURRENT (mA)
100
60
60
0mA
40
VLDO3V3
20mV/DIV
AC COUPLED
BAT = 3.8V
1
3
4
2
CHRG PIN VOLTAGE (V)
5
3586 G19
IVOUT = 0µA
40
30
–40
85
–15
35
10
TEMPERATURE (°C)
60
20µs/DIV
85
3586 G18
バッテリの流出電流と温度
VBUS = 5V
BAT = 3.8V
0
一時停止時のVBUS消費電流と
温度
50
50
ILDO3V3
5mA/DIV
85
60
3.3V LDOのステップ応答
(5mAから15mA)
20
60
3586 G17
80
0
70
VBUS = 5V
IVOUT = 0µA
3586 G20
BATTERY DRAIN CURRENT (µA)
FREQUENCY (MHz)
VBUS = 5V
35
10
TEMPERATURE (°C)
3586 G15
VBUS QUIESCENT CURRENT (µA)
発振器周波数と温度
2.4
–15
3586 G14
VBUS QUIESCENT CURRENT (mA)
2.6
3.60
–40
85
40
BAT = 3.8V
VBUS = 0V
ALL REGULATORS OFF
30
20
10
0
–40
–15
35
10
TEMPERATURE (°C)
60
85
3586 G21
3586fb
8
LTC3586/LTC3586-1
標準的性能特性 (注記がない限り、TA = 25℃)
1.95
100
90
300
1.90
275
1.85
250
1.80
225
1.75
VOUT1,2 = 1.25V
(PULSE SKIPPING)
200
–40
–15
35
10
TEMPERATURE (°C)
60
80
VOUT1, 2 = 1.2V
70
VOUT1, 2 = 1.8V
60
50
40
30
1.70
0
1.200
PULSE-SKIP
MODE
1.185
1
10
100
OUTPUT CURRENT (mA)
1.823
2.56
Burst Mode OPERATION
PULSE-SKIP MODE
1.800
1.778
1
10
100
OUTPUT CURRENT (mA)
50
VIN3 = 3V
VIN3 = 3.6V
VIN3 = 4.5V
40
30
20
10
0
0.1
VOUT3 = 3.3V
TYPE 3 COMPENSATION
1
10
ILOAD (mA)
100
1000
3586 G28
VBUS = 3.8V
2.53 Burst Mode OPERATION
PULSE-SKIP MODE
2.50
2.47
2.44
0.1
1000
1
10
100
OUTPUT CURRENT (mA)
昇降圧レギュレータの
順方向電流制限
0.40
PMOS VIN3 = 3V
PMOS VIN3 = 3.6V
0.25
PMOS VIN3 = 4.5V
2600
0.35
2550
0.20
0.30
VIN3 = 3V
VIN3 = 3.6V
NMOS VIN3 = 3V
NMOS VIN3 = 3.6V
NMOS VIN3 = 4.5V
0.25
0.10
0.20
0.05
0.15
0
–55 –35 –15
1000
3586 G27
0.30
0.15
1000
3586 G24
昇降圧レギュレータのRDS(ON)
PMOS RDS(ON) (Ω)
EFFICIENCY (%)
60
10
100
1
OUTPUT CURRENT (mA)
スイッチング・レギュレータ1と2の
ロード・レギュレーション
(VOUT1, 2 = 2.5V)
0.10
5 25 45 65 85 105 125
TEMPERATURE (°C)
3586 G29
NMOS RDS(ON) (Ω)
70
PWM MODE
CURVES
1000
VIN1, 2 = 3.8V
3586 G26
90
Burst Mode
OPERATION
CURVES
VIN3 = 3V
VIN3 = 3.6V
VIN3 = 4.5V
0
0.1
VBUS = 3.8V
1.755
0.1
1000
昇降圧レギュレータの効率とILOAD
80
10
VIN1, 2 = 3.8V
3586 G25
100
40
30
OUTPUT VOLTAGE (V)
Burst Mode
OPERATION
OUTPUT VOLTAGE (V)
OUTPUT VOLTAGE (V)
1.845
1
10
100
OUTPUT CURRENT (mA)
50
スイッチング・レギュレータ1と2の
ロード・レギュレーション
(VOUT1, 2 = 1.8V)
VBUS = 3.8V
1.170
0.1
60
3586 G23
スイッチング・レギュレータ1と2の
ロード・レギュレーション
(VOUT1, 2 = 1.2V)
1.215
VOUT1, 2 = 1.8V
20
3586 G22
1.230
VOUT1, 2 = 1.2V
70
20
10
85
VOUT1, 2 = 2.5V
90
VOUT1, 2 = 2.5V
80
EFFICIENCY (%)
VOUT1, 2 = 2.5V
(CONSTANT FREQUENCY)
スイッチング・レギュレータ1と2の
Burst Modeの効率
100
2500
ILIMF (mA)
VIN1,2 = 3.8V
INPUT CURRENT (mA)
QUIESCENT CURRENT (µA)
325
スイッチング・レギュレータ1と2の
パルス・スキップ・モードの効率
EFFICIENCY (%)
スイッチング・レギュレータ1と
2のパルス・スキップ・モードの
消費電流
VIN3 = 4.5V
2450
2400
2350
2300
–55 –35 –15
5 25 45 65 85 105 125
TEMPERATURE (°C)
3586 G30
3586fb
9
LTC3586/LTC3586-1
標準的性能特性 (注記がない限り、TA = 25℃)
昇降圧レギュレータのBurst Mode
動作の消費電流
300
14.0
IQ (µA)
13.0
REDUCTION BELOW 1A (mA)
VIN3 = 4.5V
VIN1 = 3V
VIN3 = 3.6V
12.5
12.0
11.5
11.0
–55 –35 –15
250
200
300mA
IVOUT3
200mA/DIV
0
100
50
0
5 25 45 65 85 105 125
TEMPERATURE (°C)
昇圧の効率(VIN4 = 3.8V)
2.7
3.1
3.5
3.9
VIN3 (V)
4.3
EFFICIENCY
60
0.4
50
POWER LOSS
40
0.3
30
0.2
20
EFFICIENCY (%)
EFFICIENCY (%)
0.5
POWER LOSS (W)
70
4.7
1
10
100
IVOUT4 (mA)
1000
昇圧の出力電圧と温度
昇圧の効率とVIN4
5.000
90
4.995
80
4.990
70
4.985
60
SYNCH
PMOS
OFF
50
40
30
0
2.6
3
3.4 3.8 4.2 4.6
INPUT VOLTAGE VIN4 (V)
5
3586 G23
1600
T = 90ºC
1200
T = 25ºC
1000
800
600
400
2.7
3
3.3
3.6
3.9
VIN4 (V)
4.950
–45 –30 –15
4.2
4.5
3586 G37
0 15 30 45 60
TEMPERATURE (ºC)
90
3586 G36
VOUT4
100mV/DIV
AC
COUPLED
95
T = 90ºC
T = 25ºC
90
T = –45ºC
300mA
IVOUT4
125mA/DIV
50mA
85
80
75
VIN3 = 3.8V
VOUT3 = 3.3V
200
0
4.955
100
T = –45ºC
1400
4.970
昇圧のステップ応答
(50mA∼300mA)
最大昇圧デューティ・サイクルと
MAXIMUM DUTY CYCLE (%)
OUTPUT CURRENT IVOUT4 (mA)
1800
5.4
VIN4
L = 2.2µH
VOUT4 = 4.9V (SET FOR 5V)
2000
VIN4 = 3.8V
4.975
3586 G35
最大供給可能昇圧出力電流
2200
4.980
VIN4 = 4.5V
4.960
IVOUT4 = 300mA
VOUT4 = 5V
10
0
VIN4 = 2.7V
4.965
20
0.1
10
0
100
0.6
80
3586 G33
100µs/DIV
VIN3 = 3.8V
VOUT3 = 3.3V
VOUT3 = 3.3V
TYPE 3 COMPENSATION
3586 G32
0.7
VOUT4 = 5V
90
VOUT3
100mV/DIV
AC
COUPLED
150
3586 G31
100
昇降圧のステップ応答
STEADY STATE ILOAD
START-UP WITH A
RESISTIVE LOAD
START-UP WITH A
CURRENT SOURCE LOAD
VOUT4 (V)
13.5
低VIN3での電流供給能力の減少
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
3586 G39
3586 G38
3586fb
10
LTC3586/LTC3586-1
ピン機能
ILIM0、
ILIM1
(ピン1、2)
:ロジック入力。ILIM0と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。
表1.USB電流制限の設定
USBの設定
(ILIM1)
(ILIM0)
0
0
1倍モード
(USB 100mAに制限)
0
1
10倍モード
(ACアダプタ1Aに制限)
1
0
一時停止
1
1
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電源電圧を与えます。LDO3V3はVOUT
から給電されます。
これはウォッチドッグ・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うことができます。1μ
FのコンデンサがLDO3V3からグランドに必要です。LDO3V3
出力を使わない場合、VOUTに接続してディスエーブルします。
CLPROG
(ピン4)
:USB電流制限のプログラミングとモニタ用ピ
ン。CLPROGからグランドに接続した抵抗によってVBUSピン
から引き出され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しているとき、VBUS
電流の一部がCLPROGピンに送られます。スイッチング・レ
ギュレータはCLPROGピンが1.188Vに達するまで電力を供給
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規
格に対応します。多層セラミック平均化コンデンサがフィルタ
処理のためにCLPROGに必要です。
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、充電するにはバッテリの温
度が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
度が範囲外にあると、有効範囲に再度戻るまで充電が停止さ
れます。低ドリフトのバイアス抵抗がV BUSからNTCに必要で
あり、
サーミスタがNTCからグランドに必要です。NTC機能を
望まないなら、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のMLCCコンデンサをできるだけピンに近づけて配
置します。
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。外部インダクタをこのピンとVIN4の間に接続します。
MODE
(ピン9)
:デジタル入力。MODEピンは、表2に従って、
ス
イッチング・レギュレータの異なった動作モードを制御します。
表2.スイッチング・レギュレータのモード
モード
降圧
レギュレーション・モード
0
パルス・スキップ
1
バースト
昇降圧
昇圧
PWM
パルス・スキップ
バースト
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。
制御ループが完成すると、
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の制御ループが完成すると、
このピンは0.8V
にサーボ制御されます。
VC3
(ピン12)
:
(昇降圧)
スイッチング・レギュレータ3の誤差ア
ンプの出力および電圧補償ノード。外部のタイプIまたはタイプ
IIIの
(FB3への)補償をこのピンに接続します。昇降圧の補償
部品の選択に関しては、
「アプリケーション情報」
のセクション
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・スイッチのAおよびBに接続されて
います。外部インダクタはこのノードとSWCD3の間に接続しま
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。
これらのピンは一般に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。
VOUT3
(ピン16、17)
:
(昇降圧)
スイッチング・レギュレータ3の出
力電圧。
EN3
(ピン18)
:デジタル入力。
このピン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・スイッチのCおよびDに接続されて
います。外部インダクタはこのノードとSWAB3の間に接続しま
す。
3586fb
11
LTC3586/LTC3586-1
ピン機能
EN2
(ピン20)
:デジタル入力。
このピン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。
このピン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。
V IN4(ピン22 )
:スイッチング・レギュレータ4( 昇圧)の電源入
力。
このピンは一般に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。
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の制御ループが完成すると、
このピンは0.8V
にサーボ制御されます。
V IN2(ピン24 )
:
(降圧)
スイッチング・レギュレータ2の電源入
力。
このピンは一般に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。
SW2
(ピン25)
:
(降圧)
スイッチング・レギュレータ2の電力転送
ピン。
SW1
(ピン26)
:
(降圧)
スイッチング・レギュレータ1の電力転送
ピン。
V IN1(ピン27 )
:
(降圧)
スイッチング・レギュレータ1の電源入
力。
このピンは一般に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
理想ダイオードを補うのに使われる、
オプションの外部Pチャ
ネルMOSFETトランジスタのゲートを制御します。外部の理想
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のソースはVOUTに接続し、
ドレインはBATに接
続します。外部理想ダイオードFETを使わない場合、GATEは
フロートさせたままにします。
BAT
(ピン32)
:1セル・リチウムイオン・バッテリ・ピン。利用可能
なVBUS電源に依存して、BATのリチウムイオン・バッテリは理
想ダイオードを通してVOUTに電流を供給するか、
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。
EN4
(ピン33)
:デジタル入力。
このピン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。
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。携帯製品の大半
はVOUTから給電します。LTC3586/LTC3586-1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。優先順位は外部負荷に与えられ、余分の電力は
全てバッテリの充電に使われます。BATからVOUTに接続され
ている理想ダイオードにより、
負荷がVBUSから割り当てられた
電力を超えても、
またはVBUSの電源が取り去られても、VOUT
への給電が保証されます。V OUT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
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。
PROG
(ピン29)
:充電電流設定および充電電流モニタ用ピン。
SW
(ピン37)
:USB電力経路の電力転送ピン。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。
力。
レギュレータ1の制御ループが完成すると、
このピンは0.8V
にサーボ制御されます。
抵抗をPROGからグランドに接続すると充電電流がプログラ
ムされます。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、応答なしのバッテリ、
およびバッテリ温度が範囲外です。
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。表示するに
はプルアップ抵抗またはLEDがCHRGに必要です。
FAULT( ピン38 )
:電気的フォールトに関して警報を出すため
の、
または他のパワー・マネージャICからの情報を受け取るた
めの双方向入力/出力
(オープン・ドレイン)
GND
(露出パッド・ピン39)
:グランド。露出パッドは、LTC3586/
LTC3586-1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。
3586fb
12
LTC3586/LTC3586-1
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
BATTERY
TEMPERATURE
MONITOR
NTC 5
1.188V
+
IDEAL
CC/CV
CHARGER
+
+
–
–
+
CLPROG 4
–
+
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
A
13 SWAB3
VIN4 22
VOUT4
SW4 8
VIN3
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
3586 BD
3586fb
13
LTC3586/LTC3586-1
動作
はじめに
LTC3586/LTC3586-1は高度に集積化されたパワーマネージ
メントICで、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、2個
の400mA降圧スイッチング・レギュレータ、1A昇降圧スイッ
チング・レギュレータ、
および800mA昇圧スイッチング・レギュ
レータを内蔵しています。全てのレギュレータをENABLEピン
を介して独立に制御することができます。
特にUSBアプリケーション向けに設計されているので、許さ
れているUSB電力を最大限利用するため、PowerPathコント
ローラは高精度平均入力電流降圧スイッチング・レギュレー
タを内蔵しています。電力が保存されますので、LTC3586/
LTC3586-1は、USBの負荷規定を超えることなく、V OUTの負
荷電流がUSBポートによって引き出される電流を超えることを
可能にします。
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の規定に決して違反しないよ
うに保証します。
BATからVOUTへの理想ダイオードが、VBUSの電力が足りなく
ても、
またはVBUSに電力が無くても、常に十分な電力がVOUT
で利用できるよう保証します。
「常時オン」LDOがVOUTで利用可能な電力から安定化され
た3.3Vを供給します。消費電流が非常に小さなこのLDOは常
にオンしており、最大20mAを供給するのに使うことができま
す。
降圧スイッチング・レギュレータと昇降圧スイッチング・レギュ
レータは、固定周波数PWMとともに、軽負荷状態での消費電
流を大きく減らすために、低電力の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いつも、VBUSからSWを通してVOUT
に電力が供給されます。V OUTは
(スイッチング・レギュレータ
1、2、3、
および4を含む)外部負荷とバッテリ・チャージャの組
合せをドライブします。
総負荷が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ければ、V OUTはバッテリの0.3V
上をトラッキングします
(Bat-Track)。バッテリ・チャージャ両
端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
で失われる電力が最小に抑えられるので、効率が最適化され
ます。
したがって、外部負荷で利用できる電力が最適化されま
す。
スイッチングPowerPath電源がプログラムされた入力電流
リミットに達するほどV OUTの総負荷が大きいと、バッテリ・
チャージャは必要な量だけ充電電流を減らして外部負荷が
満たされるようにします。
バッテリ充電電流が許容USB電流を
超えるように設定されても、USBの規格を超えることはありま
せん。PowerPathスイッチング・レギュレータは、USBの規定に
決して違反しないように平均入力電流を制限します。
さらに、
VOUTの負荷電流が常に優先され、利用可能な余分の電力だ
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、
またはバッテリが存在せず、
負
荷要件によってPowerPathスイッチング・レギュレータがUSB
の規定を超えないならば、図1に示されているように、V OUTは
3.6Vに安定化します。
この
「瞬時オン」機能は、携帯型製品が
電源が与えられたとき、
バッテリが充電されるのを待たずに直
ちに動作することを可能にします。
負荷がVBUSの電流リミット
を超えると、VOUTは無負荷時電圧とバッテリ電圧のわずか下
の間の
(図1の網掛け領域によって示されている)範囲になり
ます。
非常に低いバッテリ電圧の場合、
バッテリ・チャージャは負荷
のように振る舞い、入力電力が制限されているので、
その電
流はVOUTを3.6Vの
「瞬時オン」電圧より下に引き下げる傾向
があります。VOUTがこのレベルより下に下がるのを防ぐため、
低電圧回路がVOUTが下がりつつあることを自動的に検出し
てバッテリ充電電流を必要に応じて減らします。
この減少によ
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
荷電流と出力電圧が常に優先されることが保証されます。
「ア
プリケーション情報」セクションの「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
降圧スイッチング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でプログラムされているレベルより
下になるようにする制御ループが備わっています。
3586fb
14
LTC3586/LTC3586-1
動作
CLPROGの電流はV BUS 電流の一部(h CLPROG –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表します。入力電流が
プログラムされたリミットに近づくと、CLPROGがV CLPROG
(1.188V)
に達して、電源出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、平均入
力電流をいくつかの可能な設定値のどれかに制限することが
できます。
また活動停止にすることもできます
(USBを一時停
止)。入力電流制限は、次式に従って、VCLPROGサーボ電圧と
CLPROGの抵抗によって設定されます。
IVBUS = IVBUSQ +
VCLPROG
• (hCLPROG + 1)
RCLPROG
VOUTの可能な電圧範囲とバッテリ電圧の関係を図1に示しま
す。
BATからVOUTへの理想ダイオード
LTC3586/LTC3586-1には、
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が備わっていま
す。理想ダイオード・コントローラは常にオンしており、VOUTが
BATより下に下がると即座に応答します。
負荷電流がスイッチング・レギュレータの許容電力を超えて
増加すると、追加電力が理想ダイオードを通してバッテリか
ら引き出されます。
さらに、V BUS への電力(USBまたはACア
ダプタ)が取り去られると、
アプリケーションの電力は全て
理想ダイオードを介してバッテリから供給されます。入力電
源からバッテリ電力へのVOUTでの移行は十分高速なので、
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
(V FWD )低いと大きな内蔵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
の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、外部部品は不要です。た
だし、
もっとコンダクタンスが必要であれば、外部Pチャネル
MOSFETトランジスタをBATとVOUTの間に追加することがで
きます。図2を参照してください。
外 部 P チャネル M O S F E Tトランジスタが 存 在 すれ ば 、
LTC3586/LTC3586-1のGATEピンはそ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。外部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の負荷をドライブすることができ、
オン
抵抗が40mΩ以下の外部PチャネルMOSFETトランジスタを
制御することができます。
4.5
2200
1800
1600
CURRENT (mA)
VOUT (V)
3.9
3.6
NO LOAD
300mV
3.3
3.0
LTC3586/
LTC3586-1
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
3586 F01
図1.VOUTとBAT
0
0
60 120 180 240 300 360 420 480
FORWARD VOLTAGE (mV) (BAT – VOUT)
3586 F02
図2.理想ダイオードの動作
3586fb
15
LTC3586/LTC3586-1
動作
一時停止LDO
LTC3586/LTC3586-1がUSB一時停止モードに構成されてい
ると、
スイッチング・レギュレータはディスエーブルされ、一時停
止LDOがVOUTピンに電力を供給します
(VBUSへの電力が利
用可能であると仮定しています)。
このLDOは一時停止されて
いるUSBポートに携帯製品が接続されたとき、バッテリが切
れるのを防ぎます。
このLDOは4.6Vに安定化され、
スイッチン
グ・コンバータがディスエーブルされたとき
(一時停止されたと
き)
だけアクティブになります。USBの規定に適合するには、低
電力一時停止の規定値の500μAを超えないようにLDOへの
入力を電流制限する必要があります。VOUTの負荷が一時停
止電流制限を超えると、追加電流がバッテリから内部理想ダ
イオードを介して供給されます。
3.3V
「常時オン」電源
LTC3586/LTC3586-1には常に給電されている低消費電流の
低損失レギュレータが備わっています。
このLDOはシステム
の押しボタン・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・クロックなどに電力を供給するのに使うことが
できます。
この「常時オン」LDOは最大20mAを供給するよう
に設計されており、補償用に少なくとも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
V OUTから給電されますので、VOUTが3.3V近くまで下がるに
つれ、20mAより小さな負荷でドロップアウト状態に入ります。
LDO3V3出力を使わないなら、VOUTに接続してディスエーブ
ルします。
TO USB
OR WALL
ADAPTER
VBUSの低電圧ロックアウト
(UVLO)
内部の低電圧ロックアウト回路はV BUSをモニタし、V BUSが
4.30Vを超えて上昇し、
バッテリ電圧より約200mV上に上昇す
るまでPowerPathスイッチング・レギュレータをオフ状態に保ち
ます。VBUSが4.00Vより下まで下がると、
またはBATの50mV
以内にまで下がると、UVLOのヒステリシスによりレギュレータ
がオフします。
これが起きると、VOUTのシステム電力は理想ダ
イオードを通してバッテリから引き出されます。
バッテリ・チャージャ
LTC3586/LTC3586-1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充
電一時停止のためのサーミスタ・センサ入力付き定電流/定
電圧バッテリ・チャージャを備えています。
バッテリの予備調整
バッテリの充電サイクルを開始するとき、
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、
バッテリ充電電流がプログラムされた値の10%に設定され
ます。低電圧が0.5時間以上継続すると、
バッテリ・チャージャ
は自動的に終了し、CHRGピンを通してバッテリが応答しない
ことを表示します。
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
3586 F03
図3.PowerPathのブロック図
16
3586fb
LTC3586/LTC3586-1
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/R PROGに達しようと試みます。利用可能
な入力電力と外部負荷状態に依存して、
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、
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利用できます。
システム負荷が軽い
とき、
バッテリ充電電流が最大になります。
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、
1.000Vにサーボ制御しようとするPROGピンに送られます。
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
算されます。
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
の電圧が予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、充電電流は自然
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。安全タイマの時間が経過した後バッテリの充電は打ち
切られ、電流は供給されません。
定電流充電モードまたは定電圧充電モードのどちらでも、
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、
いつでもPROGピ
ンの電圧をモニタして、次の式を使って求めることができます。
自動再充電
バッテリ・チャージャは終了後オフ状態に留まり、
バッテリから
は数マイクロアンペアの電流しか流れません。携帯製品が十
分長い時間この状態に留まると、バッテリがいつかは自己放
電します。
バッテリが常に満充電されているように、
バッテリ電
圧がチャージャのフロート電圧よりも標準で100mV低い再充
電スレッショルドを下回ると充電サイクルが自動的に開始さ
れます。バッテリ電圧が再充電スレッショルドを下回ったとき
安全タイマが作動中だと、
タイマは再度ゼロにリセットされま
す。再充電スレッショルドを下回る短時間の低下によって安全
タイマがリセットするのを防ぐため、
バッテリ電圧は1.3msより
長い間、再充電スレッショルドを下回らなければなりません。
(たとえ
さらに、VBUS UVLOが L になり、続いて H になると
ば、V BUSが取り去られ、再度接続されると)、充電サイクルと
安全タイマが再スタートします。
RPROG =
IBAT =
1022V
1022V
,I
=
ICHG CHG RPROG
VPROG
• 1022
RPROG
多くの場合、利用可能な入力電力が制限されており、
また
VOUTから給電されるシステム負荷が優先されるため、実際の
バッテリ充電電流
(IBAT)
はICHGより低くなります。
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。可能な4
つの状態がCHRGによって表されます。
これらの状態には、充
電中、充電停止、応答しないバッテリ、
および範囲外のバッテ
リ温度が含まれます。
CHRGピンの信号は人間によっても、
マイクロプロセッサによっ
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、人間とのインタフェー
スのために電流制限抵抗を通して表示用LEDをドライブする
か、
またはマイクロプロセッサとのインタフェースのために単に
プルアップ抵抗をドライブすることができます。
3586fb
17
LTC3586/LTC3586-1
動作
人間とマイクロプロセッサの両方でCHRGピンを簡単に認識
できるように、
このピンは充電中の場合 L 、充電していない
場合 H になるか、
または、2つの可能なフォールト
(応答しな
いバッテリおよび範囲外のバッテリ温度)
を表示するために高
い周波数(35kHz)
でスイッチングします。
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ピンはリリースされます
(HiZ)。
フォールトが起きると、
このピンは35kHzでスイッチングし
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。高低のデュー
ティ・サイクルは、LEDがオンまたはオフに見えるのに十分なだ
け明瞭に区別され、
したがってLEDが明滅しているように見え
るようにします。2つのフォールトは、人間が識別できるように
それぞれ固有の
「明滅」
レートをもち、
またマシーンが識別で
きるように2つの固有のデューティ・サイクルをもちます。
LTC3586/LTC3586-1がV BUSの電流制限状態にあると、
CHRGピンはC/10スレッショルドに応答しません。
これにより、
バッテリ・チャージャが利用可能な電力の不足による誤った
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(明滅)周波数
デューティ・サイクル
0Hz
0Hz(Lo-Z)
充電停止中
0Hz
0Hz(Hi-Z)
0%
NTCフォールト
35kHz
1.5Hz at 50%
6.25% to 93.75%
バッテリ不良
35kHz
6.1Hz at 50%
12.5% to 87.5%
100%
NTCフォールトは35kHzのパルス列で表され、
そのデューティ・
サイクルは1.5Hzのレートで6.25%と93.75%の間で変化しま
す。人間の目には1.5Hzのレートは
「ゆっくりした」明滅として見
え、範囲外のバッテリ温度を示します。他方、
マイクロプロセッ
サは6.25%または93.75%のどちらかのデューティ・サイクルを
NTCフォールトとして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と
(つまり、その電圧が
2.85Vより下に0.5時間留まっていると)、CHRGピンはバッテ
リ・フォールトを表示します。
このフォールトの場合、人間の目
には6.1HzのLEDの
「高速」明滅として見えます。他方、
マイクロ
プロセッサは12.5%または87.5%のどちらかのデューティ・サイ
クルを不良バッテリ・フォールトとして解読することができます。
LTC3586/LTC3586-1は3端子PowerPath製品で、バッテリ充
電よりもシステム負荷が常に優先されることに注意してくださ
い。過度のシステム負荷により、不良バッテリのタイムアウト時
間内にトリクル充電のスレッショルド電圧より上にバッテリを
充電するには電力が十分ではないことがあります。
この場合、
バッテリ・チャージャは誤って不良バッテリを表示します。
この
とき、
システムのソフトウェアで負荷を減らし、
バッテリ・チャー
ジャをリセットして再試行させることができます。
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
ルの読取り値が50%だと、
システムのソフトウェアによってそれ
を無効にし、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。
この機能を利用するには、NTCサーミスタ
(R NTC )
をNTCピ
ンとグランドの間に接続し、抵抗(RNOM)
をVBUSからNTCピ
ンに接続します。RNOMは、選択したNTCサーミスタの25℃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/LTC3586-1によっては測定されず、USBに適合する
ため予め計算に入れておく必要がありますので、100kサーミス
タを推奨します。
LTC3586/LTC3586-1はNTCサーミスタの抵抗がR25の値の
0.54倍、
つまり約54kまで低下すると充電を一時停止します。
Vishayの
「曲線1」
のサーミスタの場合、
これは約40℃に相当し
ます。
バッテリ・チャージャが定電圧(フロート)
モードならば、
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一
時停止します。
温度が下がるにつれ、
NTCサーミスタの抵抗が
増加します。
LTC3586/LTC3586-1はNTCサーミスタの値がR25
の値の3.25倍に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」
の場合、
この抵抗(325k)
は
約0℃に相当します。
高温コンパレータと低温コンパレータはそ
れぞれ約3℃のヒステリシスをもっており、
トリップ点の近くで
の発振を防ぎます。NTCピンを接地するとNTC充電一時停止
機能がディスエーブルされます。
3586fb
18
LTC3586/LTC3586-1
動作
熱制限
充電時間を最適化するため、内部熱帰還ループはプログラ
ムされた充電電流を自動的に減少させることができます。
こ
れは、
ダイ温度が約110℃に上昇すると生じます。熱制限は高
電力動作や高い周囲温度条件による過度の温度上昇から
LTC3586/LTC3586-1を保護し、LTC3586/LTC3586-1や外部
部品を損傷する危険なしに、
ユーザーが特定の回路基板デ
ザインの電力処理能力の限界を押し広げることを可能にしま
す。LTC3586/LTC3586-1の熱制御ループの利点は、最悪条件
ではバッテリ・チャージャが自動的に電流を減らす保証がある
ので、充電電流を
(最悪条件ではなく)実際の条件に従って設
定することができることです。
バッテリ・チャージャの動作のフローチャートを図4に示しま
す。
低電源電圧動作
LTC3586/LTC3586-1はVOUTの低電圧ロックアウト回路を内
蔵しており、V OUTがV OUTUVLOより下に下がると4個全ての
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は不安定動作を防ぎます。
FAULTピン
FAULTはオープン・ドレイン出力の双方向ピンで、
どの汎用レ
ギュレータであってもそのフォールト状態を表示するのに使わ
れます。4個のレギュレータのどれかがイネーブルされ、対応す
るFBピンの電圧が14ms以内に内部リファレンス電圧(0.8V)
の8%以内に上昇しないと、FAULTが L になってフォールト
状態が報知されます。
これにより、続いて全てのレギュレータ
がディスエーブルされます。代わりに、FAULTを外部から L に
ドライブして、全レギュレータを同時にディスエーブルすること
ができます。
このフォールト状態は、全てのENABLE入力が少
なくとも3.6μsの間 L に引き下げられない限りクリアすること
ができません。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。
ENABLEピンのどれかが起動時に H に接続されていると、
FAULTピンは誤ってフォールト状態を報知することがありま
す。
これを避けるには、ENABLEピンを、
(1k抵抗と0.1μFコン
デンサで構成される)
ローパス・フィルタを介して、FAULTピン
がプルアップされている同じ電源へ接続して H にします。
汎用降圧スイッチング・レギュレータ
LTC3586/LTC3586-1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。両方の降圧レギュレータは全て0.8Vの最小出力電圧にプ
ログラムすることができ、
マイクロコントローラ・コア、
マイクロコ
ントローラI/O、
メモリ、
ディスク・ドライブまたは他のロジック回
路に給電するのに使うことができます。両方の降圧コンバータ
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適合させ
るため、選択可能なモード機能を使っ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/LTC3586-1の降圧レ
ギュレータの動作を制御するのに2つのモードを利用するこ
とができます。
中負荷から重負荷では、パルス・スキップ・モー
ドにより、最もノイズの少ないスイッチング・ソリューションが
与えられます。
もっと軽い負荷では、Burst Mode動作を選択す
ることができます。降圧レギュレータは、起動時の突入電流を
制限するソフトスタート、短絡電流保護、
および放射EMIを減
らすスイッチ・ノードのスルー制限回路を備えています。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ピンによって設定することができます。降圧コンバータ
はEN1ピンとEN2ピンを使って個別にイネーブルすることが
できます。両方の降圧レギュレータは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V IN1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
両方の降圧レギュレータは全て0.8Vを超える出力電圧にプ
ログラムすることができます。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4を
参照してください。
3586fb
19
LTC3586/LTC3586-1
動作
パワーオン
イベント・タイマをクリア
CHRGを L にアサート
NTCが範囲外
YES
チャージャを禁止
NO
BAT < 2.85V
バッテリの状態
BAT > 4.15V
CHRGは現在
HI-Z状態
2.85V < BAT < 4.15V
NO
NO
100V/RPROG
(C/10のレート)
で充電
1022V/RPROGの
レートで充電
定電圧充電
(4.200V)
イベント・タイマを始動
イベント・タイマを停止
イベント・タイマを始動
タイマ > 30分
YES
タイマ > 4時間
YES
YES
充電禁止
充電停止
CHRGでNTCの
フォールトを
表示
NO
IBAT < C/10
NO
YES
CHRGでバッテリ・
フォールトを表示
BATが4.1Vを
超えて上昇
YES
CHRGをHI-Z
状態に解放
CHRGをHI-Z
状態に解放
NO
BAT > 2.85V
YES
NO
BATが4.1Vより
下に下降
NO
YES
BAT < 4.1V
NO
YES
3586 F04
図4.
バッテリ・チャージャ動作のフローチャート
(LTC3586)
3586fb
20
LTC3586/LTC3586-1
動作
VINx
L
SWx
LTC3586/
LTC3586-1
FBx
VOUTx
CFB
R1
COUT
R2
X = 1, 2
GND
3586 F05
図5.降圧コンバータのアプリケーション回路
R1の標準的値は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、
0.8Vよりはるかに大きな出力電圧の過渡応答を改善するのに
も役立ちます。C FB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過渡
応答の改善が得られるでしょう。
降圧レギュレータの動作モード
LTC3586/LTC3586-1の降圧レギュレータには2つの可能な動
作モードが備わっており、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
流を誤差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しますので、
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
流がゼロに低下するとオフします。
この動作方式を使って、誤
差アンプはピーク・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同期整流器を
オフします。
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、
スイッチング・レギュレータ
にとって正常な振舞いです。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
安定化状態に維持します。
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、負荷電流の変動
に応じて、固定周波数PWM動作とヒステリシスをもった制御
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、
出力コンデンサは安定化
ポイントよりわずかに高い電圧に充電されます。降圧コンバー
タは次にスリープ・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
回路のほとんどはパワーダウンし、
バッテリ電力の節約に寄与
します。
出力電圧が予め決められた値より下に下がると、降圧
レギュレータ回路がパワーオンして、通常のPWM動作が再開
されます。降圧レギュレータがスリープ・モードで動作する時
間は負荷電流に依存します。
スリープ時間は負荷電流が増加
するにつれて減少します。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、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
流でいくらかの出力リップルを許容できるアプリケーションで
は、Burst Mode動作は軽負荷でのパルス・スキップより効率が
良くなりますが、依然として降圧レギュレータの最大規定出力
電流を供給します。
この降圧レギュレータはモード間を動的に移行することを許
すので、
負荷が与えられていてもモード間をシームレスに移行
します。
これにより、
ユーザーはモードをあちらこちらと切り替
えて、必要に応じて出力リップルを減らしたり、低電流効率を
上げたりすることができます。
シャットダウン時の降圧レギュレータ
こ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
レギュレータの全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、数ナノアンペアのリーク電流が残るだけで
す。降圧レギュレータの出力は、
シャットダウン状態のとき、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。
3586fb
21
LTC3586/LTC3586-1
動作
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
(たとえば、
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、
PMOSスイッチがデューティ・サイクル100%で連続的にオンす
るまでそのデューティ・サイクルが増加します。
このドロップアウ
ト状態では、
それぞれの出力電圧は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・サイクルはある降圧レギュレータがイネーブルされたとき、
またはフォールト状態(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はトリガされません。
このため、
動作モー
ドの間を移行するとき、
シームレスな出力動作を可能にしま
す。
降圧レギュレータのスイッチングのスルーレートの制御
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
幅に減らします。
昇降圧DC/DCスイッチング・レギュレータ
LTC3586/LTC3586-1は2.25MHz固定周波数電圧モード昇降
圧スイッチング・レギュレータを備えています。
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。
この昇降圧は最
小2.5Vの出力電圧にプログラムすることができ、
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に給電するのに使うことができ
ます。
コンバータはEN3を H に引き上げてイネーブルします。
多様なアプリケーションに適合させるため、選択可能なモー
ド機能を使って、
ユーザーはノイズと効率のトレードオフを図
ることができます。LTC3586/LTC3586-1の昇降圧レギュレー
タの動作を制御するのに2つのモードを利用することができま
す。中負荷から重負荷では、固定周波数PWMモードにより、
最もノイズの少ないスイッチング・ソリューションが与えられま
す。
もっと軽い負荷では、Burst Mode動作を選択することがで
きます。
出力電圧は、FB3に戻される
(ユーザーが与える)外部
分割器によってプログラムされます。誤差アンプは分圧された
出力電圧をリファレンスと比較し、
それに従って、FB3ピンがリ
ファレンス電圧(0.8V)
に安定化するまで補償電圧を調節し
ます。昇降圧レギュレータは、起動時の突入電流と電圧オー
バーシュートを制限するソフトスタート、短絡電流に対する保
護、
および放射EMIを減らすスイッチ・ノードのスルー制限回
路を備えています。
入力電流制限
電流が2.5A(標準)
を超えると、入力電流制限コンパレータ
が入力のPMOSスイッチをオフします。2.5A入力電流制限は
VOUT3ノードが接地された場合も保護します。
出力過電圧保護
FB3ノードが万一グランドに短絡すれば、出力はVIN3がソー
スできる最大電流で際限なく増加するでしょう。LTC3586/
LTC3586-1はこれに対して保護するため出力電圧が5.6V(標
準)
を超えると入力PMOSをオフします。
低出力電圧動作
起動時に出力電圧が2.65V(標準)
より下のとき、Burst Mode
動作はディスエーブルされ、
スイッチDはオフします
(それによ
り、量子井戸ダイオードを順方向電流が流れるようにし、逆電
流を0mAに制限します)。
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の電圧から誤差アンプがVC3に誤差信号を
発生します。
この誤差信号がPWM波形を支配して、
スイッチ
A、B、CおよびDを変調します。
スイッチのAとBが同期して動作
し、
スイッチのCとDが同期して動作します。
プログラムされた
コンバータは降圧モードで
VOUT3よりVIN3がかなり大きいと、
動作します。
この場合、
スイッチのAとBが変調され、
スイッチ
Dは常にオンしており
(スイッチCは常にオフ)、
プログラムされ
た出力に入力電圧を降圧します。
プログラムされたVOUT3より
VIN3がかなり低いと、
コンバータは昇圧モードで動作します。
この場合、
スイッチのCとDが変調され、
スイッチAは常にオン
しており
(スイッチBは常にオフ)、
プログラムされた出力に入力
電圧を昇圧します。
3586fb
22
LTC3586/LTC3586-1
動作
VIN3がプログラムされたVOUT3に近いと、
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、
プログラムされた出力に入力電圧を
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
もったFB3電圧アルゴリズムを使って出力電圧を制御します。
FETのスイッチングを制限し、
ヒステリシスをもった制御ルー
プを使うことにより、
スイッチング損失が大幅に減少します。
このモードでは出力電流が標準50mAに制限されます。Burst
Mode動作の間、
出力コンデンサは安定化ポイントよりわずか
に高い電圧に充電されます。昇降圧コンバータは次にスリー
プ状態に入り、
その間出力コンデンサが負荷に電流を供給し
ます。入力電流が標準250mAに達するまでインダクタを充電
してから反転電流が標準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、帰還電圧が安定化ポイントより6mV上まで充電されるま
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
ほとんどはパワーダウンし、
バッテリ電力の節約に寄与します。
帰還電圧が安定化ポイントより6mV下まで下がると、
スイッチ
ング・レギュレータ回路がパワーオンして、新しいバースト・サ
イクルが開始されます。
レギュレータがスリープ状態に留まる
時間は負荷電流と出力コンデンサの値に依存します。
スリー
プ時間は負荷電流が増加するにつれて減少します。昇降圧
レギュレータは電流が50mAより大きいとスリープ状態に入
らず、Burst Mode動作時に負荷電流がこのポイントを超えて
増加す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高くなる代
償に軽負荷で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(つまり、
ワイヤレス・デバイスの送信時または受信時)
には望ましくな
いかもしれませんが、他の時間帯(つまり、
デバイスが低電力
待機モードのとき)
には最適です。MODEピンを使っていつで
もBurst Mode動作をイネーブルまたはディスエーブルし、低ノ
イズかつ低電力の動作を必要なときに提供します。
昇降圧レギュレータのソフトスタート動作
ソフトスタートは最大VC3電圧を0.5ms( 標準)
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。VC3電圧をラン
プさせるとデューティ・サイクルが制限されるので、VOUT3の電
圧が起動時に出力のオーバーシュートを最小に抑えます。
ソフ
トスタート・サイクルは昇降圧がイネーブルされたとき、
または
フォールト状態(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
変更によってはトリガされません。
これにより、
Burst Mode動作
とPWMモードの間を遷移するとき、滑らかな出力動作が可能
になります。
同期整流式昇圧DC/DCスイッチング・レギュレータ
LTC3586/LTC3586-1は出力切断機能付きの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少なくとも800mAの出
力負荷電流を供給し、出力電圧は最大5Vまでプログラム可
能です。
コンバータはEN4を H に引き上げてイネーブルしま
す。昇圧レギュレータは、起動時の突入電流と電圧オーバー
シュートを制限するソフトスタート、
短絡電流に対する保護、
お
よび放射EMIを減らすスイッチ・ノードのスルー制限回路も備
えています。
誤差アンプ
昇圧出力電圧は
(ユーザーが追加する)FB4ピンに戻される
外部分割器によって設定されます。
内部で補償された誤差ア
ンプは分圧された出力電圧を内部0.8Vのリファレンスと比較
し、
それに従ってFB4が0.8Vにサーボ制御されるまで電圧を
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。
この加算された
信号が次いで誤差アンプ出力と比較され、
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出力します。
ピーク・ス
イッチ電流は出力電圧とは無関係に2.4Aに制限されます。
3586fb
23
LTC3586/LTC3586-1
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、
電流が約65mAに下がると同期整流器をオフします。
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抵抗を切り替え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。
出力の切断と突入電流の制限
LTC3586/LTC3586-1昇圧コンバータは内部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。
これにより、
シャットダウン
の間V OUTをゼロボルトにすることができ、入力ソースから電
流は流れません。
また、起動時に突入電流を制限することが
できるので、入力電源から見たサージ電流を最小に抑えます。
出力切断の利点を得るには、SW4ピンとVOUT4ピンの間に外
付けのショットキー・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。
VIN > VOUTでの動作
LTC3586/LTC3586-1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を安定化します。
これは同期PMOS
のスイッチングを停止し、VIN4を静的にそのゲートに加えて実
現されます。
これにより、電流が出力に流れている間インダク
タ電流の勾配が反転することを保証します。
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。
これにより、
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)。許容できる接合部温度を維持するため、最大
出力電流を制限します。
昇圧のソフトスタート
LTC3586/LTC3586-1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2.4Aまで約500μsでゆっくりランプさせ
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
流をランプさせると、起動時に過渡突入電流が制限されます。
ソフトスタート・サイクルは昇圧がイネーブルされたとき、
また
はフォールト状態(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ノードが万一グランドに短絡すれば、昇圧コンバータの出
力はVIN4がソースできる最大電流で際限なく増加するでしょ
う。LTC3586/LTC3586-1はこれに対して保護するため出力電
圧が5.3Vを超えるとメイン・スイッチをオフします。
短絡保護
ほとんどの昇圧コンバータとは異なり、LTC3586/LTC3586-1
昇圧コンバータは出力切断機能により出力の短絡を許容しま
す。過度の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。
3586fb
24
LTC3586/LTC3586-1
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
CLPROGの抵抗とコンデンサ
「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
ドのどれかに設定されているとき、CLPROGピンの抵抗によ
り平均入力電流制限が決まります。入力電流には2つの成分
(V OUTをドライブするのに使われる電流とスイッチング・レ
ギュレータの消費電流)
が含まれています。USBの規定を厳密
に満たすように、入力電流の両方の成分について検討します。
「電気的特性」
の表には、電流制限のプログラミング精度とと
もにどちらの設定の消費電流の最悪条件の値も与えられてい
ます。
できるだけ500mAまたは100mAの規定に近づけるため、
1%抵抗を使います。IVBUS = IVBUSQ+VCLPROG/RCLPPROG •
(hCLPROG+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められるよう
に、CLPROG抵抗と並列に平均化コンデンサが必要です。
こ
のネットワークは電流リミットに達したときの帰還ループの支
配的ポールも与えます。安定性を保証するため、CLPROGのコ
ンデンサは0.1μFにします。
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
電圧範囲は両方ともかなり狭いので、LTC3586/LTC3586-1は
3.3μHの特定のインダクタンス値で設計されました。
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
INDUCTOR L
TYPE
(µH)
MAX
IDC
(A)
MAX
DCR
(Ω)
0.08
SIZE IN mm
(L × W × H)
MANUFACTURER
LPS4018
3.3
2.2
3.9 × 3.9 × 1.7 Coilcraft
www.coilcraft.com
D53LC
DB318C
3.3
3.3
2.26 0.034
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Type M1
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CDRH6D38
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VBUSとVOUTのバイパス・コンデンサ
LTC3586/LTC3586-1と一緒に使われるコンデンサの種類と
容量により、
レギュレータ制御ループの安定性および入力電
圧リップルなど、いくつかの重要なパラメータが定まります。
LTC3586/LTC3586-1は降圧スイッチング電源をV BUSから
VOUTに使うので、
その入力電流波形には高周波成分が含ま
れます。等価直列抵抗(ESR)
の低い多層セラミック・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支配されます。
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。
セラ
過渡負荷状態の間大きなVOUT電圧ステップを防ぐため、
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
われます。ESRが低く、実際の容量が少なくとも4μFのものが
VOUTに必要です。容量を追加すれば負荷過渡性能と安定性
が改善されます。
多層セラミック・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無い
グランド・プレーンをMLCCと組み合わせると非常に良い性能
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。
たとえば、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しますの
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。多くのメーカーは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ますので、
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似した動作条件を使っ
て測定を行うか、
またはメーカー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。
3586fb
25
LTC3586/LTC3586-1
アプリケーション情報
NTCサーミスタは抵抗/温度変換表に示されている温度特性
バッテリ・チャージャのオーバー・プログラミング
USBの高電力仕様はUSBポートから最大2.5W
(5V • 500mA) をもっています。以下の例で使われているVishay-Daleのサー
ミスタNTHS0603N011-N1003Fの公称値は100kで、Vishayの
を引き出すことを許しています。PowerPathスイッチング・レギュ
の抵抗/温度特性に従います。
レータはVBUSの電圧を高効率でBATの電圧のちょうど上に 「曲線1」
変換し、他方、電力をCLPROGでプログラムされた量より下
に制限します。場合によっては、USBの規定には無関係に、 下の説明では、以下の表記を使います。
バッテリ・チャージャが最大安全充電電流を供給するように
R25 = 25℃でのサーミスタの値
(PROGピンを使って)
プログラムすることができます。
プログ
RNTC|COLD = 低温トリップ・ポイントでのサーミスタの値
ラムされたレートでバッテリを充電するのに利用できる電流
が不十分だと、PowerPathレギュレータはV OUTのシステム負
RNTC|HOT = 高温トリップ・ポイントでのサーミスタの値
荷が満たされ、VBUS電流リミットが満たされるまで充電電流
を減少させます。利用可能な電流以上にバッテリ・チャージャ
rCOLD = RNTC|COLDのR25に対する比
をプログラムしても、平均入力電流リミットを超えることはあり
rHOT = RNTC|HOTのR25に対する比
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、バッテリ・チャージャ内部での電力損失を小さく
RNOM = 主サーミスタ・バイアス抵抗(図6aを参照)
抑え、
できるだけ速くバッテリを充電することができるだけで
R1 = オプションの温度範囲調整抵抗(図6bを参照)
す。
LTC3586/LTC3586-1の温度条件評価のためのトリップ・ポイ
代わりのNTCサーミスタとバイアス
ントは、高温スレッショルドの場合0.349 • V BUS、低温スレッ
LTC3586/LTC3586-1は、接地されたサーミスタとバイアス抵
ショルドの場合0.765 • VBUSに内部でプログラムされます。
し
抗がNTCに接続されていると、温度条件を満たした充電を行
たがって、高温トリップ・ポイントは次のとき設定されます。
います。サーミスタの室温抵抗(R25)
に等しい値のバイアス
RNTCHOT
|
抵抗を使うと、上端と下端の温度がそれぞれ約40℃と0℃に
• VBUS = 0.349 • VBUS
RNOM + RNTCHOT
|
予めプログラムされます
(Vishayの
「曲線1」
のサーミスタを想
定)
。
低温トリップ・ポイントは次のとき設定されます。
上端と下端の温度のスレッショルドはバイアス抵抗の値を修
正するか、
または第二の調整抵抗を回路に追加して調節する
ことができます。バイアス抵抗だけを調節すると、上端または
下端のスレッショルドのどちらかを修正できますが、両方を
修正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、上端と下端の両方の温度のトリップ・ポイントを
独立にプログラムすることができますが、上端と下端の温度ス
レッショルドの間の差を小さくすることはできないという制約
があります。各手法の例を下に示します。
RNTC|COLD
RNOM + RNTC|COLD
• VBUS = 0.765 • VBUS
これらの式をRNTC|COLDとRNTC|HOTについて解くと、以下のよ
うになります。
RNTC|HOT = 0.536 • RNOM
および
RNTC|COLD = 3.25 • RNOM
R NOMをR25に等しくすると、上の式からrHOT = 0.536および
rCOLD = 3.25となります。
これらの比をVishayの
「抵抗/温度曲
線1」
の表と対比すると、約40℃の高温トリップ・ポイントと約
0℃の低温トリップ・ポイントが得られます。
高温と低温のトリッ
プ・ポイントの差は約40℃です。
3586fb
26
LTC3586/LTC3586-1
アプリケーション情報
R25と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性により、温度スパンはいくらか変化しま
す。以下の式を使ってバイアス抵抗の新しい値を簡単に計算
することができます。
RNOM =
RNOM =
rHOT
• R25
0.536
ここで、rHOTとrCOLDは望みの高温と低温のトリップ・ポイント
での抵抗比です。
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IC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℃にしたい
場合の例を検討します。
Vishayの
「曲線1」
の抵抗/温度特性から、rHOTは60℃で0.2488
です。上の式を使って、RNOMを46.4kに設定します。RNOMのこ
の値では、低温トリップ・ポイントは約16℃です。
この場合、
ス
パンは前の40℃ではなく44℃であることに注意してください。
これは、絶対温度が上昇するにつれ、サーミスタの「温度利
得」
が減少するためです。
0.765 • VBUS
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、
上端のトリップ・ポイントは45℃、下端のトリップ・ポイントは
0℃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
T
たとえば、Vishayの
「曲線1」
のサーミスタを使ってトリップ・ポ
イントを0℃と45℃に設定するには次のように選択します。
LTC3586/LTC3586-1
NTC BLOCK
VBUS
RNOM
100k
NTC
rCOLD – rHOT
• R25
2.714
R1 = 0.536 • RNOM – rHOT • R25
r
RNOM = COLD • R25
3.25
VBUS
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。以下の式を使って、RNOMとR1の値を計算すること
ができます。
0.765 • VBUS
–
TOO_COLD
5
+
R1
12.7k
–
TOO_HOT
+
LTC3586/LTC3586-1
NTC BLOCK
T
RNTC
100k
0.349 • VBUS
+
TOO_HOT
+
+
NTC_ENABLE
0.017 • VBUS
NTC_ENABLE
–
0.017 • VBUS
–
3586 F06b
3586 F06a
(6a)
(6b)
図6.NTC回路
3586fb
27
LTC3586/LTC3586-1
アプリケーション情報
USBの突入電流の制限
USBケーブルを携帯製品に差し込むとき、
ケーブルのインダク
タンスと高いQの入力セラミック・コンデンサがLC共振回路
を形成します。
ケーブルの相互カップリングが適切でないと、
またはケーブルのインピーダンスが大きくないと、製品の入力
の電圧がセトリングする前にUSB電圧の最高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。活線挿入時に過電圧がLTC3586/
LTC3586-1を損傷するのを防ぐため、V BUSピンからLTC3586/
LTC3586-1に電圧係数の低いコンデンサを使うのが最善で
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コンデンサを選択して実現します。
たとえば、1206ケー
スに入った16V、X5R、10μFコンデンサの方が、小型の0805
ケースに入った6.3V、X5R、10μFコンデンサよりも適している
でしょう。
代わりに、
ソフト接続回路(図7)
を採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コンデンサC1
がMP1をオフに保ちます。C1が充電を開始し最終的にUSB入
力電圧に達します。
その間MP1に上昇するゲート電圧を印加
します。R1とC1の時定数が大きいので、
ケーブル内の電流の
立上りが速すぎないように抑えて共振によるオーバーシュート
を減衰させます。
バッテリ・チャージャの安定性に関する検討事項
LTC3586/LTC3586-1のバッテリ・チャージャには定電圧制御
ループと定電流制御ループの両方が備わっています。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。さらに、
バッテリが外されているとき、
リップル電圧を低
く抑えるため、0.2Ω∼1Ωの抵抗に直列に接続された4.7μFの
コンデンサがBATからGNDに必要です。
MP1
Si2333
5V USB
INPUT
VBUS
C1
100nF
USB CABLE
R1
40k
C2
10µF
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
バッテリと並列に使用することができますが、
それより大きな
セラミック・コンデンサは0.2Ω∼1Ωの直列抵抗でデカップリン
グします。
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
のポールが生じますので、
このピンの容量を最小に抑える必
要があります。PROGピンに追加の容量がなければ、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
り高くします。
したがって、PROGピンに寄生容量(CPROG)
があ
る場合、次式を使って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
多くのメーカーからサイズと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
流が高くなり、過渡応答時間が改善されます。効率をよくする
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。
LTC3586/
LTC3586-1
GND
3586 F07
図7.USBソフト接続回路
3586fb
28
LTC3586/LTC3586-1
アプリケーション情報
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
タを選択して、
インダクタが通常動作時に飽和しないようにし
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。
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。
フェライトやパーマロイ
を素材とするトロイド・コアやシールドされた壺型コアは小型
で、
エネルギー放射は大きくありませんが、類似の電気特性を
有する鉄粉コアのインダクタより一般に高価です。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。
使用するイ
ンダクタの種類の選択は、LTC3586/LTC3586-1の動作条件に
依存するよりも、価格とサイズ/性能や放射EMIの条件に多く
の場合依存します。
インダクタ値はBurst Mode動作にも影響を与えます。
インダク
タの値が小さいと、Burst Modeのスイッチング周波数が高くな
ります。
LTC3586/LTC3586-1の降圧レギュレータに使えるいくつかの
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
ンダクタの品揃えの詳細については各メーカーへお問い合わ
せください。
表5.降圧レギュレータ向け推奨インダクタ
INDUCTOR L
TYPE
(µH)
MAX
IDC
(A)
MAX
DCR
(Ω)
SIZE IN mm
(L × W × H)
MANUFACTURER
DE2818C
4.7
DE2812C
4.7
1.25 0.072* 3.0 × 2.8 × 1.8 Toko
1.15 0.13* 3.0 × 2.8 × 1.2 www.toko.com
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
0.246 3.1 × 3.1 × 1.2 www.cooperet.com
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
降圧レギュレータの入力/出力コンデンサの選択
各降圧レギュレータの入力電源(V IN1とV IN2 )
とともに両方
の降圧レギュレータの出力には低ESR(等価直列抵抗)の
MLCCコンデンサを使います。X5RとX7Rのセラミック・コンデ
ンサは他のセラミック・タイプに比べて広い電圧範囲と温度
範囲で容量を維持するので、X5RまたはX7Rのセラミック・コ
ンデンサだけを使用します。
ほとんどのアプリケーションでは
10μFの出力コンデンサで十分です。
良好な過渡応答と安定性
を得るには、
出力コンデンサは動作温度範囲とバイアス電圧
範囲にわたって少なくとも4μFの容量を維持する必要がありま
す。各降圧レギュレータの入力電源は1μFのコンデンサを使っ
てバイパスします。セラミック・コンデンサの選択と仕様の詳
細についてはコンデンサ・メーカーへお問い合わせください。
高さが制限されているデザインに最適な非常に薄い
(高さが
1mm以下)
セラミック・コンデンサが多くのメーカーから提供
されています。
セラミック・コンデンサのメーカーを数社表6に
示します。
表6.推奨セラミック・コンデンサ・メーカー
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。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
択して、
インダクタが通常動作時に飽和しないようにします。
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/LTC3586-1の昇降圧レギュレータに使えるいくつ
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。
インダクタの品揃えの詳細については各メーカーへお問い
合わせください。
3586fb
29
LTC3586/LTC3586-1
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
INDUCTOR L
TYPE
(µH)
MAX
IDC
(A)
MAX
DCR
(Ω)
SIZE IN mm
(L × W × H)
MANUFACTURER
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)
の両方に低ESRのセラミック・コンデンサを
使います。
ここでも、
X5RとX7Rのセラミック・コンデンサは他の
セラミック・タイプに比べて広い電圧範囲と温度範囲で容量
を維持するので、X5RまたはX7Rのセラミック・コンデンサだけ
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します。推奨セラミック・コンデ
ンサ・メーカーについては表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は2.75Vより高く、5.5Vより低い出力電圧
にプログラムすることができます。
フルスケール出力電圧は、
VOUT3ピンからの抵抗分割器をFB3ピンに接続して、次のよう
にプログラムします。
⎛ R1 ⎞
+ 1⎟
VOUT 3 = VFB3 ⎜
⎝ R2 ⎠
ここで、VFB3は約0.8Vです。図8と図9を参照してください。
帰還ループを閉じる
LTC3586/LTC3586-1には電圧モードのPWM制御回路が内
蔵されています。
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
Hz
2 • π • RESR • COUT
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、代償とし
て帯域幅が減少し、過渡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の補償を備えた誤差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過渡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V OUT3のオーバーシュートも減少させま
す。
3586fb
30
LTC3586/LTC3586-1
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。
VC3
R1+ R3
=
VOUT 3 R1 • R3 • C1
⎞
1 ⎞ ⎛
1
⎟
⎟ •⎜s+
R2 • C2 ⎠ ⎝
(R1+ R3) • C3 ⎠
•
C1+ C2 ⎞ ⎛
1 ⎞
⎛
s •⎜s+
⎟ •⎜s+
⎟
R
2
•
C
1
•
C
2
R
3
• C3 ⎠
⎝
⎠ ⎝
⎛
⎝
⎜s+
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、高い帯域幅を達成することができます。LCダブル・ポー
ルの後でクロスオーバーしようと試みながら、
なおもシステム
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、共通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
クロスオー
数に置かれると、
システムの利得が大きくなりすぎ、
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誤差アンプの帯域幅(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
誤差アンプの利得より大きいと、誤差アンプはもはや理想的
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の補償の推奨部品は以下のとおりです。
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・リップル電流が減るので、
出力電流能力を増やすことがで
きます。
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高くなり、過
渡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)
の両方に低ESR(等価直列抵抗)
のセラミック・コ
ンデンサを使います。X5RとX7Rのセラミック・コンデンサは他
のセラミック・タイプに比べて広い電圧範囲と温度範囲で容
量を維持するので、
X5RまたはX7Rのセラミック・コンデンサだ
けを使用します。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保証するには、定格出力電圧
で少なくとも10μFの出力容量が必要です。推奨セラミック・コ
ンデンサ・メーカーについては表6を参照してください。
3586fb
31
LTC3586/LTC3586-1
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
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ピンからの抵抗分割器をFB4ピンに接
続して、次のようにプログラムします。
VOUT3
0.8V
R1
FB3
–
CP1
VC3
R2
⎛ R1 ⎞
VOUT 4 = VFB4 ⎜ + 1⎟
⎝ R2 ⎠
3586 F08
図8.
タイプIの補償を備えた誤差アンプ
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
FB3
R3
C3
–
VC3
R2
C2
RFB
3586 F09
C1
タイプIIIの補償を備えた誤差アンプ
図9.
L
VIN4
SW4
LTC3586/
LTC3586-1
VOUT4
CPL
R1
R1の標準的値は40k∼1Mです。抵抗が小さすぎると帰還ネッ
トワークの消費電流が大きくなり、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C PLが過渡応答を改善することができます。CPLの推
奨値は2pF∼10pFです。
プリント回路基板のレイアウトに関する検討事項
全ての条件で最大電流の供給を可能にするには、LTC3586/
LTC3586-1のパッケージの裏面の露出パッドをPCボードのグ
ランドに半田付けする必要があります。
パッケージ裏面の露出
パッドと銅基板間の熱接触が良くないと、熱抵抗が高くなりま
す。
COUT
FB4
R2
3586 F10
図10.昇圧コンバータのアプリケーション回路
3586fb
32
LTC3586/LTC3586-1
アプリケーション情報
さらに、高周波数のスイッチング回路なので、入力コンデン
サ、
インダクタおよび出力コンデンサをできるだけLTC3586/
LTC3586-1に近づけ、LTC3586/LTC3586-1とその全ての外部
高周波部品の下に切れ目の無いグランド・プレーンを置くこ
とが不可欠です。LTC3586/LTC3586-1のVBUS、VIN1、VIN2、
VIN3、VOUT3、
およびVOUT4の電流のような高周波電流は、
グ
ランド・プレーンに沿って、基板の真裏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経路
を通って流れることが許されないと、余分な電圧が生じて電
磁放射が起きます。
内部グランド・プレーンに直接導く一群の
ビアをパッケージの接地された裏面の下に置きます。寄生イ
ンダクタンスを最小に抑えるため、
グランド・プレーンはPCボー
ドの2番目の層に置きます。
外部の理想ダイオード・コントローラのGATEピンのドライブ
電流は極端に制限されています。PCボードの近隣のトレー
スへのリークを最小に抑えるよう注意する必要があります。
このピンからの100nAのリークにより約10mVのオフセットが
15mVの理想ダイオードに持ち込まれます。
リークを最小に抑
えるには、PCボード上のトレースを
(一般にGATEより1V以上
高くはない)VOUTに接続したメタルで取り囲んでガードするこ
とができます。
3586 F11
図11.高周波グランド電流はそれら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り高電圧が生じ、
電磁放射が増す
3586fb
33
LTC3586/LTC3586-1
パッケージ
UFEパッケージ
(4mm 6mm)
38ピン・プラスチックQFN
(Reference LTC DWG # 05-08-1712 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
6.00 ± 0.10
4.40 REF
2.65 ± 0.10
(UFE38) QFN 0708 REV B
0.200 REF
0.00 – 0.05
R = 0.115
TYP
0.20 ± 0.05
0.40 BSC
底面図―露出パッド
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. 網掛け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
3586fb
34
LTC3586/LTC3586-1
改訂履歴 (Rev Bよりスタート)
REV
日付
修正内容
頁番号
B
03/10
絶対最大定格の変更
電気的特性の変更
ピン機能の変更
関連製品の変更
2
3, 4, 5
12
36
3586fb
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/LTC3586-1
関連製品
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
LTC3586-1
3.3V, 20mA
3
LDO3V3
1µF
10k
38
PUSHBUTTON
MICROCONTROLLER
4
AUDIO/
MOTOR DRIVE
2
1, 2
9
ILIM
MODE
18, 20, 21, 33
6, 7
10pF
88.7k
10
31
VIN3
SW2
MP1
32
+
39
3.3V
1A
10pF
15k
121k
13
324k
22µF
2.2µF
105k
14, 15
25
1.8V
400mA
L3 4.7µH
1.02M
23
VIN2
10µF
1µF
FB1
28
MICROPROCESSOR
1.6V
400mA
L4 4.7µH
806k
806k
I/O/MEMORY
10pF
24
26
SYSTEM RAIL/
I/O
33pF
330pF
L2
2.2µH
FB4
C1, C2: TDK C2012X5R0J226M
L1: COILCRAFT LPS4018-332LM
L2, L5: TOKO 1098AS-2R2M
L3, L4: TOKO 1098AS-4R7M
MP1: SILICONIX Si2333
RED
806k
SW1
16.9k
Li-Ion
30
EN
VOUT4
510Ω
C2
22µF
16, 17
VC3
11
FB3
19
SWCD3
SWAB3
TO OTHER
LOADS
34
12
FB2
5V
800mA
22µF
FAULT
L1
3.3µH
37
CORE
10pF
10µF
1µF
27
VIN1
VIN4 22
L5
2.2µH
SW4
10µF
8
3586 TA02
関連製品
製品番号
LTC3555
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
LTC3556
高効率USBパワーマネージャ
およびデュアル降圧DC/DCおよび昇降圧DC/DC
LTC3566
リチウムイオン/ポリマー・チャージャ、
1A昇降圧コンバータおよびLDOを搭載した
スイッチングUSBパワーマネージャ
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、< 50mΩオプション付き180mΩ理想ダイオード、
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
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、<50mΩオプション付き180mΩ理想ダイオード、
3.3V/25mA「常時オン」LDO、2個の400mA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
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効率:>95%、
ADJ出力:1Aで最低0.8V、Bat-Track適応型出力制御、180mΩの理想ダイオード、
4mm 4mm QFN24パッケージ
3586fb
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
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LT 0309 REV B • PRINTED IN JAPAN
 LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2008