ELM620BA 1.4MHz 高效率 同步整流 PWM 升压 DC/DC 转换器 ■概要 ELM620BA 是一个电流模式控制和 1.4MHｚ固定频率工作的、高効率的同步整流升压 PWM 型 DC/DC 转换器。因为是同步整流方式所以不需要外部二极管 (外接的话可以提高效率 )。工作时内部消耗电流为 300μA，关机时消耗电流小于 1μA。工作时输入电压为 0.6 ～ 5V。如果输出电压为 3.3V 时，一节 3 号 电池可提供 260ｍA、两节串联连接的 3 号电池可提供 600mA 的输出电流。 因为是 1.4MHz 开关频率，实际电路板安装时能够使用小型的 smd 电感和电容器，达到最小的实装 面积。 ■特点 ■用途 · 电流模式控制 · 过热保护、短路保护 · 输出电压过低保护 ·手机 ·数码相机 ·MP3 播放器 · 输入电压范围 : 0.6V ～ 5.0V ·携带设备 · 输出电压范围 : 2.5V ～ 6.0V ·PDA、智能手机 · 消耗电流 · 关机电流 ·最低起动电压 : Typ.300μA : 1μA以下 : Typ.0.9V ·无线LAN、DSL卡 ·微机、DSP用电源 · 低开关电阻 (内部开关） : 0.35Ω · 固定频率 : Typ.1.4MHz · 高効率 : 96% · 外型封装 : SOT-26 ■绝对最大额定值 项目 VIN 电源电压 SW 引脚外加电压 FB 引脚外加电压 EN 引脚外加电压 VOUT 引脚外加电压 容许功耗 工作温度 保存温度 记号 Vin Vsw Vfb Ven Vout Pd Top Tstg 规格范围 -0.3 ～ +6.0 GND-0.3 ～ Vout+0.3 GND-0.3 ～ Vout+0.3 GND-0.3 ～ Vout+0.3 -0.3 ～ +6.0 250 -30 to +85 -65 to 125 单位 V V V V V mW ℃ ℃ 注意 : 当长时间处于最大额定值或超过上记规格范围值时，将有可能影响到元件的可靠性。 ■产品型号构成 ELM620BA-S 记号 a b c 项目 說明 封装 B: SOT-26 产品版本 A 包装卷带中 IC 引脚置向 S: 参考封装资料 ELM620 B A - S ↑↑ ↑ a b c ( 注) 包装卷带中 IC 引脚置向只有一种类型。 9-1 如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。 Rev.1.0 ELM620BA 1.4MHz 高效率 同步整流 PWM 升压 DC/DC 转换器 ■引脚配置图 SOT-26(俯视图) 1 6 2 5 3 4 引脚编号 1 2 3 4 5 6 引脚记号 SW GND FB EN VOUT VIN 引脚说明 开关 接地 反馈 ON/OFF 控制 ( 高电平使能 ) 输出电压 输入电压 ■引脚功能 SW：开关引脚。在该引脚与 Vin 之间连接线圈。 GND : 接地引脚。 FB：为了控制输出电压的 GM 误差放大器反馈输入引脚。通过电阻分压器输入 VOUT 引脚的输出。 输出电压可从 2.5V 到 6V 调整： Vout = ( 1 + R1/R2)×1.203 EN：使能引脚。当高逻辑值或 VIN 电位时，ELM601BA 就会工作；当低逻辑值或 GND 电位时，就 会进入待机状态，静态消耗电流小于 1μA。 VOUT: 输出电压检测引脚以及内部同步整流晶体管的输出引脚。 VIN : 电源输入引脚。开始工作时，使用 VIN 电源；但当输出电压 Vout 超过输入电压 Vin 时，就会切 换到输出电压 Vout 电源。 ■标准电路图 + Optional schottky L=2.2µH Vin Cin= 22µF SW VIN VOUT ELM620BA ON/OFF FB EN GND Vout R1= 1.02MΩ 1% R2 604kΩ 1% Cout 22µF Vout = (1+R1/R2)×1.203 9-2 如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。 Rev.1.0 ELM620BA 1.4MHz 高效率 同步整流 PWM 升压 DC/DC 转换器 ■电路框图 L 2.2µH Cin 22µF 1V to 5V Input Vin Optional schottky good Start-up OSC Ramp Gen 1.4MHz SW + Vout A � 2.3V B PWM control Sync drive control Slope comp � 0.35Ω Cff optional + Shutdown control ELM620BA ■电特性 项目 输出电压 ( 可变 ) 最低启动电压 最小工作电压 开关频率 最大占空比 输出电流限制迟延 反馈电压 反馈输入电流 NMOS 开关漏电 PMOS 开关漏电 NMOS 开关电阻 PMOS 开关电阻 NMOS 电流限制 消耗电流 ( 正逻辑 ) 关断电流 EN H 高电平输入电压 EN L 低电平输入电压 EN 输入电流 Rc 80k Shutdown R1 1.02M 1% Current sense PWM � comp � EN Vout Vout 0.45Ω A/B MUX Cc 150pF gm error AMP Cp2 2.5pF Cout 22µF � FB + 1.203V ref R2 604k 1% GND 没有特别注明时, Vin=1.2V, Vout=3.3V, Top=25℃ 记号 条件 最小值 典型值 最大值 单位 Vout 2.5 6.0 V Vst Iload=1mA 0.9 1.1 V Vin EN=Vin 0.60 0.75 V Fsw 1.1 1.4 1.7 MHz Dmax Vfb=1.15V 80 87 % tllimdly 40 ns Vfb 1.165 1.203 1.241 V Ifb Vfb=1.22V 1 nA IleakN Vsw=5V 0.1 5.0 μA 0.1 5.0 μA IleakP Vsw=0V 0.35 Ω RswN Vout=3.3V 0.45 Ω RswP Vout=3.3V IlimN 700 950 mA Iq 没有开关，Vout 测定 300 500 μA Is Ven=0V, 包括开关漏电电流 0.1 1.0 μA Venh 1 V Venl 0.35 V Ien Ven=5.5V 0.01 1.00 μA 9-3 如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。 Rev.1.0 ELM620BA 1.4MHz 高效率 同步整流 PWM 升压 DC/DC 转换器 ■测试电路 L=2.2µH SBD SW VIN Vout VOUT ELM620BA FB EN Vin R1 Cout= 22µF GND RL Cin=22µF R2 ■应用说明 1) PCB 设计 ELM620BA 因为是高工作频率，为了获得所需的性能，所以在设计 PCB 印制电路板时，应加以注意。 下图显示了包括可选肖特基二极管在内的元件配置和配线模式。接地引脚尽可能大面积地接触铜基板的 话，可以有助于降低芯片的温度。另外，对于多层电路板，每一层都接上地线的话是最理想的，虽然不 是绝对必需的条件。 Vin 1 SW VIN 6 2 GND VOUT 5 3 FB 4 EN EN Vout 推荐如上图所示的附带肖特基二极管元件配置和模式设计。大电流路径的铜线是最短的，接续在 FB 引脚上的配线面积是最小的。 2) 线圈的选择 ELM620BA 由于是快速的 1.4MHz 转换频率工作的，可以使用小型表面贴装芯片线圈。大多数情况下 2.2μH 线圈都可以使用。如果使用稍大的电感线圈的话，可以通过减少线圈电流纹波得到大电流输出。 Iout(max) = η × (Ip 算式里 : η = 效率 Vin = 输入( 电池 )电压 f = 开关频率 (Typ.1.4MHz) Vin×D ) × (1 - D) 2×f×L Ip = 峰值电流 (0.7A) D = 稳定时的占空比 = (Vout - Vin) / Vout L = 电感线圈 9-4 如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。 Rev.1.0 ELM620BA 1.4MHz 高效率 同步整流 PWM 升压 DC/DC 转换器 线圈电流的纹波通常设定为峰值电流的 20% 到 40%。使用高频铁氧体磁芯线圈，对比使用廉价的 铁粉芯线圈 可以降低由于依赖频率产生的功耗。低 ESR（等效串联电阻）线圈会减少 I2R 的损失。另外， 峰值电流时，必须保持磁性不饱和状态。选择模压线圈及芯片线圈时，在满足 ELM620BA 必要的 950ｍ A 峰值电流的同时，也必须要注意磁芯体积的大小。为了减少辐射噪声，有必要使用磁环线圈、空心线 圈、屏蔽电感线圈。推荐表 1 的元器件及供应厂商例 : L Max. DCR (μH) (mΩ) CDRH3D16 2.2 75 CDH3B16 2.2 70 产品型号 Max. DC 电流 (A) 1.2 1.2 尺寸 : W × L × H 生产厂家 (mm3) 3.8×3.8×1.8 Sumida 表 1: 4.0×4.0×1.8 Ceaiya 推荐电感器 3) 输入 / 输出电容的选择 为了减少输出电压纹波，要使用低 ESR（等效串联电阻）电容器。采用非常低 ESR 且表面尺寸非常 小的多层陶瓷电容器是最理想的选择。从 4.7μF 至 22μF 的输出电容在大多数情况下都可以使用。如 果想进一步改善纹波电压和瞬态响应的话，还可以使用比 22μF 更大的电容。另外，为了确保相位裕度， 有时会需要追加与 R1 并联连接的大于 10μF 的电容器。根据电介质材料温度和电压的变化，陶瓷电容 器的容量也会发生变化。请参考电容器制造商的数据，建议使用 X5R 和 X7R 级的产品。 输入电容的低 ESR 特性是为减少输入开关噪声和防止峰值电流输入电压（电池电压）的下降。与输 出电容一样，多层陶瓷电容也是最理想的选择。输入电容配置时应尽可能以最短的距离与 IC 引脚连接。 在多数情况下，10μF 的容量是足够的。 ■封装印字说明 SOT-26 � abcde a to e : 生产组装批号 A ～ Z ( I, O, X 除外 ) 和 0～9 9-5 如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。 Rev.1.0 ELM620BA 1.4MHz 高效率 同步整流 PWM 升压 DC/DC 转换器 ■典型特性曲线图 • V=3.3V ·Vout=3.3V : Cin=22μF, Cout=22μF, L=2.2μH, R1=46.6kΩ, R2=26.7kΩ, Top=25℃ Vout-Vin 4.0 Vout (V) EFFICIENCY (%) 3.5 Iout=1mA 3.0 100mA 2.5 EFFICIENCY-Iout 100 10mA 2.0 1.5 1.0 80 Vin=3V 60 Vin=2.4V Vin=1.8V 40 Vin=1.5V 20 0.5 0 0.5 1.5 1 2 2.5 0 0.1 3 1000 Iout (mA) Vin (V) Vout-Iout 4 100 10 1 Vhold-Iout 0.7 0.6 Vin=3V Vhold (V) Vout (V) 3 Vin=2.4V Vin=1.8V 2 Vin=1.5V 0.5 0.4 0.3 0.2 1 1 10 Iout (mA) 100 0.1 1000 0 10 9-6 如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。 20 30 Iout (mA) 40 50 Rev.1.0 ELM620BA 1.4MHz 高效率 同步整流 PWM 升压 DC/DC 转换器 Vout-Top 1.2 3.34 1.1 3.32 Vout (V) Vst (V) Vst-Iout 1.0 0.9 0.8 3.30 3.28 0 3.5 10 20 30 40 3.26 -40 50 -20 0 20 40 60 Iout (mA) Top (�) Start Response Load Transient Response Vin=Ven=1.8V, No load Vout (V) 3 2 80 Vin=1.8V, Iout=0.1mA�0.1A 3.5 3.4 3.3 3.2 1 0 0.1 1 0 Iout (A) 2 Ven (V) Vout (V) Vin=1.5V, Iout=0.1A 0 0 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 3.6 4 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Time (ms) Time (ms) 9-7 如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。 Rev.1.0 ELM620BA 1.4MHz 高效率 同步整流 PWM 升压 DC/DC 转换器 • V=5.0V ·Vout=5.0V : Cin=22μF, Cout=22μF, L=2.2μH, R1=68.5kΩ, R2=21.7kΩ, Top=25℃ Vout-Vin 6.0 Iout=1mA EFFICIENCY (%) Vout (V) 5.0 4.0 100mA 3.0 10mA 2.0 1.0 0 0.5 1 1.5 2 EFFICIENCY-Iout 100 2.5 3 3.5 Vin=3V 80 60 Vin=1.8V 40 20 0 0.1 4 1 Vin (V) Vout-Iout 6 0.8 4 Vhold (V) Vout (V) 100 Vhold-Iout 0.9 5 Vin=3V Vin=1.8V 3 2 1 10 Iout (mA) 0.7 0.6 0.5 0.4 1 10 0.3 100 Iout (mA) 0 10 9-8 如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。 20 30 Iout (mA) 40 50 Rev.1.0 ELM620BA 1.4MHz 高效率 同步整流 PWM 升压 DC/DC 转换器 Vout-Top Vst-Iout 1.2 5.05 Vout (V) 1.0 0.9 4.95 0 10 20 30 40 4.90 -40 50 -20 0 20 40 60 Iout (mA) Top (�) Start Response Load Transient Response Vin=Vec=3V, No load 6 Vout (V) 4 3 2 80 Vin=3V, Iout=0.1mA�0.1A 5.25 5 5.125 5 4.875 1 0.1 0 3 2 1 Ven (V) Vout (V) 5.00 0 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 1 2 4 6 Iout (A) Vst (V) 1.1 0.8 Vin=3V, Iout=0.1A 5.10 8 10 12 14 16 18 20 Time (ms) Time (ms) 9-9 如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。 Rev.1.0