ELM604PA 1.4MHz, 800mA PWM 降圧 デュアル DC/DC コンバータ ■概要 ELM604PA は電流モード制御と1.4MH ｚ固定周波数で動作する高効率のデュアル同期式降圧 PWM 型 DC/DC コンバータです。 同期整流方式のため外部ダイオードは不要です。 単一セルのリチウムイオン (Li +) バッテリを持つため、携帯用電子機器の応用に最適です。 各コンバータは、入力電圧 2.5V から 6V で動作し、 800 ｍ A の電流を出力することができます。 出力電圧は、 0.6V までのレギュレーションすることができます。 また、 低ドロップアウト動作で、 100％のデューティサイクルを実行することができます。 ■特長 ■用途 • PDAs • MP3 プレーヤ • ポータブル機器 • 電流モード制御 • 過熱保護、 短絡保護 • 固定周波数動作 : Typ.1.4MHｚ • 出力電流 • 出力電圧 : 1600mA(2 チャネル分） : 0.6V • 高効率 : Max.95% • 携帯電話およびスマートフォン • デジタルスチルとビデオカメラ • マイクロプロセッサや DSP コア電源 • シャットダウン電流 : Typ.0.1μA • 動作入力電圧 : 2.5V ～ 6.0V • デューティ比制御 : 0 ～ 100% ( ドロップアウト時 ) • パッケージ : TDFN10-3x3 ■絶対最大定格値 項目 VIN1/VIN2 電源電圧 SW1/SW2 端子印加電圧 EN1/EN2 端子印加電圧 FB1/FB2 端子印加電圧 動作温度 保存温度 記号 Vin Vsw Ven Vfb Top Tstg 規格値 -0.3 ～ +6.5 -0.3 ～ Vin+0.3 -0.3 ～ Vin1/Vin2 -0.3 ～ Vin1/Vin2 -40 ～ +85 -65 ～ +150 単位 V V V V ℃ ℃ 注意 : 上記定格を超えるストレスは、デバイスの信頼性に影響を与える可能性があります。 ■セレクションガイド ELM604PA-N 記号 a b c パッケージ 製品バージョン テーピング方向 P: TDFN10-3x3 A N: パッケージ ファイル参照 ELM604 P A - N ↑↑ ↑ a b c ( 注) テーピング方向は一種類のみ 7- 1 Rev.1.2 ELM604PA 1.4MHz, 800mA PWM 降圧 デュアル DC/DC コンバータ ■端子配列図 TDFN10-3x3(TOP VIEW) TDFN10-3x3(BOTTOM VIEW) � � �� �� �� �� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 端子番号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 端子記号 EN1 FB1 VIN2 GND2 SW2 EN2 FB2 VIN1 GND1 SW1 ピン説明 チャネル 1 のイネーブル制御入力 チャネル 1 のフィードバック チャンネル2の電源入力 チャネル2グランド チャネル2電源スイッチ出力 チャネル2のイネーブル制御入力 チャネル 2 のフィードバック チャンネル1の電源入力 チャネル1グランド チャネル1電源スイッチ出力 ■標準回路図 Vin1/Vin2 2.5V to6V Cin1= 22μF 8 3 VIN1 VIN2 R5 1 ON/OFF L1= 4.7μH 10 Vout1 1.8V R6 EN2 EN1 ELM604PA SW2 SW1 6 Vout2 1.2V C2 2 R1 1MΩ R2 499kΩ ON/OFF L2= 4.7μH 5 C1 Cout1 10μF Cin2= 22μF FB2 FB1 GND1 GND2 9 4 7 R3 R4 300kΩ 300kΩ Cout2 10μF * 上図の値を指定していない受動部品はオプションです。 7- 2 Rev.1.2 ELM604PA 1.4MHz, 800mA PWM 降圧 デュアル DC/DC コンバータ ■ブロック図 Vin1/Vin2 Shut down control Current sense amplifier Reference 0.6V FB1/FB2 ● + _ ● M1 ● Error amplifier + _ PWM PWM Logic Comparator Oscillator ● ● SW1/SW2 M2 Clock DCC Zero-current comparator + _ EN1/ EN2 Slope comp ● GND1/ GND2 ■電気的特性 特記無き場合 , Vin=3.6V, Top=25℃ 項目 記号 条件 Min. Typ. Max. 単位 電源電圧 Vin 2.5 6.0 V フィードバック電流 Ifb -30.0 0.5 30.0 nA フィードバック電圧 Vfb -40℃≦ Top ≦ +85℃ 0.582 0.600 0.618 V 基準電圧ラインレギュレーション △Vfb Vin=2.5V ～ 6V 0.04 0.40 %/V 出力電圧ラインレギュレーション △Vout Vin=2.5V ～ 6V 0.04 0.40 %/V 出力電圧負荷レギュレーション Vlr 0.5 % シャットダウン電流 Is Ven=0V, Vin=6V 0.01 1.00 μA Ven=Vin, Vfb=0.65V 消費電流 Iq 200 μA スイッチングなし Ven=0V, Vfb=0.65V SW リーク電流 Ileak -1 1 μA Vsw=0V 或るいは 6V PMOSFET オン抵抗 RdsonP Isw=100mA 0.35 Ω NMOSFET オン抵抗 RdsonN Isw=-100mA 0.24 Ω デューティサイクル =100% PMOSFET 電流制限 IPcl 0.8 1.1 1.5 A 電流パルス幅＜ 1ms 発振周波数 Fosc 1.12 1.40 1.68 MHz サーマルシャットダウン閥値 Ts 145 ℃ EN 高レベル入力電圧 Venh -40℃≦ Top ≦ +85℃ -1.1 V EN 低レベル入力電圧 Venl -40℃≦ Top ≦ +85℃ 0.3 V EN 入力電流 Ien Ven=0V ～ Vin -1 1 μA 7- 3 Rev.1.2 ELM604PA 1.4MHz, 800mA PWM 降圧 デュアル DC/DC コンバータ ■マーキング TDFN10-3x3 ����� ������ ����� マーク a ～ｐ 内容 組み立てロット番号 ： 0～9&A～Z ■動作説明 ELM604PA は固定周波数で動作する電流モード制御のデュアル PWM 降圧 DCDC コンバータです。 高 効率と小型サイズが要求される、 Li - ion バッテリ駆動アプリケーションなど低電圧電源を使用する電子機器 向けに最適です。 外付けの抵抗分割器を使用して、 2 つの独立する出力電圧を 0.6V ～ 6V の範囲で設定 します。 高効率動作のため内部にはスイッチ素子と同期整流素子が内蔵されており外部ショットキーダイオー ドは不要です。 ELM604PA は 100% デューティ比まで動作します。 各降圧型 DCDC コンバータのデューティ 比 D は以下のように定義されます。 D=Ton x Fosc x 100% ≈ (Vout/Vin) x 100% Ton はメインスイッチのオン時間、 Fosc は発振周波数(1.4MHｚ)、 Vout は出力電圧、 Vin は入力電圧。 1) 電流モード制御 PWM スロープ補償付き電流モード制御 PWM は安定したスイッチングと、 スイッチサイクルごとの電流制限 動作によりすぐれた入力変動負荷変動応答性、 内部スイッチ素子と同期整流素子の保護が可能です。 ELM604PA の各チャネルは、 固定周波数 (1.4MHz) で動作して、 出力電圧をレギュレートします。 スイッチ サイクルごとに PWM コンパレータは誤差電圧の帰還量に応じてコイルのピーク電流を変化させて負荷への 電力供給量を調整します。 通常の動作状態では、 内部発信器の立ち上がりに同期して内部スイッチ素子は ある時間オンしてコイルの電流を増加させます、 そしてコイルピーク電流が誤差電圧を超えたところで内部ス イッチはオフします。 内部スイッチがオフしたのちに同期整流トランジスタがオンします。 つぎのスイッチサイク ルに入るまであるいはコイル電流がゼロになるまでオン状態を維持します。 軽い負荷の時はパルスをスキッ プして効率を改善します。 2) ドロップアウト動作 入力電圧が出力設定電圧を以下に低下したとき、 ELM604PA の各チャネルは主スイッチトランジスタ を 1 スイッチサイクル期間以上オンしつづけて、 デューティ比を増加させることが可能です。 デューティ比が 100% に達すると、 主スイッチトランジスタは電流制限のかかるまで出力に電流を供給するために連続でオ ンします。 この時、 出力電圧は入力電圧から主スイッチとコイルの電圧降下分を引いた電圧となります。 7- 4 Rev.1.2 ELM604PA 1.4MHz, 800mA PWM 降圧 デュアル DC/DC コンバータ 3) ショート保護 ELM604PA はショート保護回路を内蔵しています。 出力ピンがグランドにショートしたとき、 発振周波数 を低下させコイル電流の増加により主スイッチトランジスタの電流制限を越えないようにします。 発振周波数 はショート条件から回復すると通常の値に復帰し、 フィードバック電圧は 0.6V に達します。 4) 最大負荷電流 ELM604PA は入力電圧２．５V まで動作します。 しかし最大負荷電流は入力電圧低下にともない主スイッ チと同期整流トランジスタのオン抵抗増加による IR ロス増加により減少します。 スロープ補償信号はデュー ティ比が 50% 以上のときサブハーモニック発振を防ぐためにコイル電流のピーク値を減少させます。 逆に デューティ比が減少するとピーク電流制限値は増加します。 7- 5 Rev.1.2 ELM604PA 1.4MHz, 800mA PWM 降圧 デュアル DC/DC コンバータ ■標準特性曲線図 • Vout=1.8V : 特記無き限り Cin1=22μF, Cout1=10μF, C1=1000pF, • V=1.8V L1=4.7μH, R1=100kΩ , R2=50kΩ, Top=25°C Ven=2V, Vin=5V, No load Vout (V) 100 Vin=5V 80 60 2 1 0 40 2 1 20 0 0 0.1 1 10 100 0 1000 2 Iout (mA) Vout-Iout 1.9 4 Time (ms) 6 Ven (V) EFFICIENCY (%) Start Response EFFICIENCY-Iout 8 Vout-Vin 2.4 Vout (V) Vout (V) 2.0 1.8 Vin=5V Iout=1mA 1.6 100mA 1.2 0.8 0.4 1 10 100 1000 Iout (mA) 0 3 4 Vin (V) 5 Vin=5V, Iout=10mA�600mA Vin=5V, Iout=100mA�600mA Vout (V) 2.5 2 2 1.5 1.5 1 1 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Time (ms) 3 3.5 Iout (A) Vout (V) 2 Load Transient Response Load Transient Response 2.5 1 0 0 4 7- 6 0.5 1 1.5 2 2.5 Time (ms) 3 3.5 Iout (A) 1.7 4 Rev.1.2 ELM604PA 1.4MHz, 800mA PWM 降圧 デュアル DC/DC コンバータ • Vout=3.3V : 特記無き限り Cin2=22μF, Cout2=10μF, C2=1000pF, • V=3.3V L2=4.7μH, R3=150kΩ, R4=33kΩ, Top=25°C 100 Vin=5V 80 Ven=2V, Vin=5V, No load 4 Vout (V) 60 2 0 40 2 1 20 0 0 0.1 1 10 100 0 1000 2 Iout (mA) Vout-Iout 3.35 4 Time (ms) 6 Ven (V) EFFICIENCY (%) Start Response EFFICIENCY-Iout 8 Vout-Vin 3.5 3.0 3.3 3.25 Vout (V) Vout (V) 2.5 Vin=5V Iout=1mA 2.0 100mA 1.5 1.0 3.2 0.5 1 10 100 1000 Iout (mA) 0 Vin=5V, Iout=10mA�600mA Vout (V) 0 1 1.5 2 2.5 Time (ms) 3 3.5 5 Vin=5V, Iout=100mA�600mA 3.5 3 2.5 1 0.5 4 1 Iout (A) Vout (V) 3 0 3 Vin (V) 4 3.5 2.5 2 Load Transient Response Load Transient Response 4 1 0 0 4 7- 7 0.5 1 1.5 2 2.5 Time (ms) 3 3.5 Iout (A) 3.15 4 Rev.1.2