NJW4196 3.5A MOSFET 内蔵 降圧用 スイッチングレギュレータ IC ■概 要 NJW4196 は、40V, 3.5A のパワーMOSFET を内蔵した降圧用ス イッチングレギュレータ IC です。従来のカレントモード制御方式 よりも減電圧から電圧上昇時の過渡特性が改善されており、優れた レギュレーション特性を発揮します。 外部クロックを入力することで、スイッチング周波数を同期して 動作させることが可能です。 またソフトスタート機能による安定した回路起動が可能であり、 過電流・過熱保護機能で異常時の回路保護を行います。 カーアクセサリ、OA 機器、産業機器などの高電圧からロジック 電圧の生成に最適です。 ■外 形 NJW4196GM1 ■特 長 ●減電圧から電圧上昇時の高速過渡応答 ●外部クロックに同期可能 ●広動作電圧範囲 4.45V～40V ●スイッチング電流 5A min. ●発振周波数 A ver. 固定 450kHz typ. J ver. 可変 TBD (100kHz)～TBD ●PWM 制御方式 ●最大デューティー100%対応 ●セラミックコンデンサ対応 ●可変型ソフトスタート ●低電圧誤動作防止回路内蔵 ●過電流保護機能（ヒカップ方式） ●サーマルシャットダウン機能 ●Power Good 機能 ●スタンバイ機能 ●外形 NJW4196GM1 : HSOP8 ■製品分類 製品名 バージョン NJW4196GM1-A A NJW4196GM1-J （開発中） J Ver.2015-10-14 発振周波数 固定 450kHz typ. 可変 TBD (100kHz)～TBD 動作温度範囲 一般：-40～+125 C 一般：-40～+125 C -1- NJW4196 ■端子配列 SW 1 8 V+ SW 1 8 V+ GND 2 7 N.C. GND 2 7 EN/SYNC SS 3 6 EN/SYNC SS 3 6 PG FB 4 5 PG FB 4 5 RT Exposed PAD on backside connect to GND Exposed PAD on backside connect to GND NJW4196GM1-J （開発中） NJW4196GM1-A ■端子説明 端子名称 SW GND SS FB RT PG EN/SYNC N.C. V+ Exposed PAD -2- 端子番号 機能 J バージョン A バージョン （開発中） 1 1 パワーMOSFET のスイッチ出力端子です。 2 2 接地 ソフトスタート時間を設定する端子です。 3 3 コンデンサの容量によってソフトスタート時間が決まります。 出力電圧を検出する端子です。FB 端子電圧が基準電圧 1V typ.とな 4 4 るように出力電圧を抵抗分割して入力します。 タイミング抵抗を接続して、発振周波数を決める端子です。 – 5 発振周波数は、TBD(100kHz)～TBD の間で設定してください。 (J バージョンのみ) Power Good 出力端子です。オープン・ドレインで構成され、FB 端 5 6 子電圧が±15%で安定したとき、出力はハイインピーダンスになり ます。 NJW4196 の動作・停止を制御する端子です。 内部は 500k でプルダウンされています。High レベルで動作、Low 6 7 レベルまたはオープンでスタンバイモードとなります。 またクロック信号を入力することで、信号に同期した発振周波数で 動作します。 未接続 7 – （A バージョンのみ） IC への電源供給端子です。電源供給のインピーダンスを下げるた 8 8 め、IC の近傍に入力コンデンサを接続してください。 – – GND 端子に接続されています。 Ver.2015-10-14 NJW4196 ■ブロック図 V+ CURRENT SENSE SLOPE COMP. UVLO EN/SYNC High: ON Low: OFF(Standby) OCP Enable (Standby) S Q Buffer R (J ver. only) SYNC TSD OSC SW RT Buffer FB PWM GND PG Power Good Control Logic Soft Start Vref PEAK HOLD SS Ver.2015-10-14 -3- NJW4196 ■絶対最大定格 (Ta=25 C) 項 目 入力電圧 V+－SW 端子間電圧 FB 端子電圧 PG 端子電圧 EN/SYNC 端子電圧 記 号 V+ VV–SW VFB VPG VEN/SYNC 消費電力 PD 接合部温度範囲 動作温度範囲 保存温度範囲 Tj Topr Tstg 定 格 -0.3～+45 +45 -0.3～+6 -0.3～+6 -0.3～+45 HSOP8 860 (*1) 2,900 (*2) -40～+150 -40～+125 -50～+150 単 位 V V V V V mW C C C (*1): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(2 層 FR-4)で EIA/JEDEC 準拠による (*2): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(4 層 FR-4)で EIA/JEDEC 準拠による （4 層基板内箔：74.2×74.2mm、JEDEC 規格 JESD51-5 に基づき、基板にサーマルビアホールを適用） アプリケーションの仕様条件・環境によっては、消費電力の制限により、最大出力電流を得られない場合が有ります。 ■推奨動作条件 項 目 電源電圧 PG 端子電圧 タイミング抵抗 (*3) 記 号 V+ VPG RT 発振周波数 (*3) fOSC 外部クロック入力範囲 A バージョン J バージョン（開発中） fSYNC 最 小 4.45 0 TBD TBD (100) 標 準 － － － 最 大 40 5.5 TBD 単 位 V V k － TBD kHz 440 0.9×fosc － － 600 1.3 fosc kHz (*3): J バージョンのみ対応 -4- Ver.2015-10-14 NJW4196 ■電気的特性 (V+=VEN/SYNC=12V, Ta=25 C, J バージョンのみ RT=TBDk ) 項 目 低電圧誤動作防止回路部 ON スレッショルド電圧 OFF スレッショルド電圧 ヒステリシス幅 ソフトスタート部 充電電流 発振器部 発振周波数 (*4) 発振周波数１ (*5) 発振周波数２ (*5) 周波数電源電圧変動 周波数温度変動 (*4): A バージョン (*5): J バージョン（開発中） バッファ部 基準電圧 スレッショルド電圧 入力バイアス電流 PWM 比較器部 最大デューティーサイクル 最小 ON 時間 記 号 条 VT_ON VT_OFF VHYS V+= L → H V+= H → L 最小 標準 最大 単位 4.05 4.0 70 4.25 4.15 100 4.45 4.3 － V V mV ICHG 3.5 4.0 4.5 A fOSC_A fOSC1_J fOSC2_J fDV fDT 405 270 TBD – – 450 300 TBD 1 5 495 330 TBD – – kHz kHz kHz % % -1.0% -2.0% -0.1 1 1 – +1.0% +2.0% 0.1 V V A – – – 125 100 185 % ns – 75 – ms – 5 – 0.125 6.5 – 0.25 8 5 A A VEN/SYNC= L → H 1.6 – V+ V VEN/SYNC= H → L 0 – 0.5 V VEN/SYNC=12V – 235 340 VB VTH IB MAXDUTY tON-min 過電流保護回路部 COOL DOWN 時間 tCOOL 出力部 出力 ON 抵抗 スイッチング電流制限 SW リーク電流 RON ILIM ILEAK スタンバイ制御部／同期入力部 EN/SYNC 端子 VTHH_EN/SYNC High スレッショルド電圧 EN/SYNC 端子 VTHL_EN/SYNC Low スレッショルド電圧 入力バイアス電流 IEN/SYNC （EN/SYNC 端子） Ver.2015-10-14 件 RT=TBDk RT=TBDk V+=4.45V～40V Ta=-40 C～+85 C ISW=3A VFB =0.9V ISW=3A + VEN/SYNC=0V, V =40V, VSW=0V A -5- NJW4196 ■電気的特性 (V+=VEN/SYNC=12V, Ta=25 C, J バージョンのみ RT=TBDk ) 項 目 記 号 Power Good 部 High レベル検出電圧 Low レベル検出電圧 ヒステリシス幅 Power Good ON 抵抗 OFF 時リーク電流 VTHH_PG VTHL_PG VHYS_PG RON_PG ILEAK_PG 総合特性 消費電流 スタンバイ時消費電流 条 件 最小 標準 最大 単位 115 85 2 45 – 120 90 – 60 0.1 % % % IPG=10mA VPG=6V 110 80 – – – RL=無負荷, VFB=0.9V VEN/SYNC=0V － – 3.5 – 4.2 3 mA A Measured at FB pin Measured at FB pin IDD IDD_STB A 熱特性 項 目 記 号 値 単 位 145 (*6) C/W 43 (*7) 28 (*6) 接合部－ケース表面間 jt C/W 12 (*7) (*6): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(2 層 FR-4)で EIA/JEDEC 準拠による (*7): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(4 層 FR-4)で EIA/JEDEC 準拠による （4 層基板内箔：74.2×74.2mm、JEDEC 規格 JESD51-5 に基づき、基板にサーマルビアホールを適用） ja 接合部－周囲雰囲気間 消費電力－周囲温度特性例 NJW4196GM1 (HSOP8 Package) Power Dissipation vs. Ambient Temperature (Tj=~150°C) Power Dissipation PD (mW) 3000 At on 4 layer PC Board (*7) At on 2 layer PC Board (*6) 2500 2000 1500 1000 500 0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 Ambient Temperature Ta (°C) -6- Ver.2015-10-14 NJW4196 ■アプリケーション回路例 L VIN CIN SBD V+ EN/SYNC High: ON Low: OFF (Standby) Power Good EN/ SYNC PG SS RT COUT CFB SW NJW4196 VOUT R2 FB GND R1 CSS RT C1 (J ver. only) Ver.2015-10-14 -7- NJW4196 ■特性例 (A, J version) Reference Voltage vs. Supply Voltage (Ta=25ºC) 5 Quiescent Current :IDD (mA) Reference Voltage :VB (V) 1.01 Quiescent Current vs. Supply Voltage (RL=no load, VFB=0.9V, Ta=25ºC) 1.005 1 0.995 4 3 2 1 0 0.99 0 10 20 30 Supply Volatage :V+ (V) 0 40 Reference Voltage vs. Temperature (V+=12V) 1.01 10 20 30 Supply Volatage :V+ (V) 40 Threshold Voltage vs. Temperature (V+=12V, ISW=3A) 1.02 Threshold Voltage :VTH (V) Reference Voltage :VB (V) 1.015 1.005 1 0.995 1.01 1.005 1 0.995 0.99 0.985 0.99 0.98 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 Temperature : (ºC) Charge Current vs. Temperature (V+=12V) 4.5 4.3 4.2 4.1 4 3.9 3.8 3.7 3.6 3.5 -25 0 25 50 75 100 125 150 Temperature : (ºC) Minimum ON Time vs. Temperature (V+=12V) 200 Minimum ON Time :ton_min (ns) Charge Current :ICHG (μA) 4.4 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 -50 -8- -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 Temperature : (ºC) -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 Temperature : (ºC) Ver.2015-10-14 NJW4196 ■特性例 (A, J version) Output ON Resistance vs. Temperature (ISW=3A) 0.2 V+=5V V+=40V V+=12V 0.15 0.1 0.05 9 Switching Current Limit :ILIM (A) Output ON Resistance :Ron (Ω) 0.25 0 Switching Current Limit vs. Temperature 8.5 V+=40V V+=12V V+=5V 8 7.5 7 6.5 6 5.5 5 4.5 4 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 Temperature : (ºC) -50 Under Voltage Lockout Voltage vs. Temperature 4.5 -25 0 25 50 75 100 125 150 Temperature : (ºC) Quiescent Current vs. Temperature (RL=no load, VFB=0.9V) 4.2 4.3 VT_ON 4.2 VT_OFF 4.1 Quiescent Current :IDD (mA) Threshold Voltage : (V) 4 4.4 3.8 3.6 V+=40V, 12V 3.4 3.2 V+=4.4V 3 2.8 2.6 2.4 2.2 4 -50 0 -50 25 50 75 100 125 150 Temperature : (ºC) Standby Current vs. Temperature (VEN/SYNC=0V) 9 8 7 6 5 V+=40V 4 3 2 V+=4.4V 1 V+=12V 0 10 Switching Leak Current :ILEAK (μA) 10 Standby Current :IDD_STB (μA) -25 -25 0 25 50 75 100 125 150 Temperature : (ºC) Switching Leak Current vs. Temperature (V+=40V, VEN/SYNC=0V, VSW=0V) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -50 Ver.2015-10-14 -25 0 25 50 75 100 125 150 Temperature : (ºC) -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 Temperature : (ºC) -9- NJW4196 ■特性例 (A version) Oscillating Frequency vs. Supply Voltage (Ta=25ºC) 500 Oscillating Frequency :fOSC (kHz) Oscillating Frequency :fOSC (kHz) 470 465 460 455 450 445 440 435 430 490 480 470 460 450 440 430 420 410 400 0 - 10 - Oscillating Frequency vs. Temperature (V+=12V) 10 20 30 Supply Volatage :V+ (V) 40 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 Temperature : (ºC) Ver.2015-10-14 NJW4196 MEMO ＜注意事項＞ このデータブックの掲載内容の正確さには 万全を期しておりますが、掲載内容について 何らかの法的な保証を行うものではありませ ん。とくに応用回路については、製品の代表 的な応用例を説明するためのものです。また、 工業所有権その他の権利の実施権の許諾を伴 うものではなく、第三者の権利を侵害しない ことを保証するものでもありません。 Ver.2015-10-14 - 11 -