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本ドキュメントはCypress (サイプレス) 製品に関する情報が記載されております。
FUJITSU SEMICONDUCTOR
DATA SHEET
DS04–27269–3
ASSP 電源用
1ch 同期整流降圧
DC/DC コンバータ IC
MB39A130A
■ 概 要
MB39A130A は , ボトム検出コンパレータ方式 , N-ch/N-ch 同期整流方式 1ch 降圧 DC/DC コンバータ IC です。低オン
デューティ対応により , 大きな入出力電圧差時に安定した低電圧出力が可能です。超高速応答性 , 高効率を実現し , 充実し
た保護機能を内蔵しています。
■ 特 長
・ 電力変換効率
:96% ( 最大 )
・ 外付け抵抗による周波数設定対応 :100 kHz ∼ 600 kHz
・ 高精度基準電圧
:± 1.0%
・ 出力電圧設定範囲
:0.7 V ∼ 5 V または 1.2 V/2.5 V 固定
・ 出力電圧外部制御対応
・ 入力電圧範囲 (VIN)
:4.5 V ∼ 25 V
・ 任意に設定可能なインダクタの飽和検出機能内蔵
・ 過電圧保護機能内蔵
・ 低電圧保護機能内蔵
・ 過電流保護機能内蔵
・ パワーグッド検出機能内蔵
・ 過熱保護機能内蔵
・ 負荷依存のないソフトスタート回路内蔵
・ ディスチャージコントロール回路内蔵
・ N-ch MOS FET 対応 同期整流式 出力段内蔵
・ スタンバイ電流
:0 [μA] ( 標準 )
・ 小型パッケージ
:TSSOP-24 (4.4 × 6.5 [mm])
■ アプリケーション
・ デジタル TV
・ 複写機
・ STB
・ BD, DVD プレーヤ / レコーダ
・ プロジェクタ
その他各種先端機器
Copyright©2008-2010 FUJITSU SEMICONDUCTOR LIMITED All rights reserved
2010.12
MB39A130A
■ 端子配列図
(TOP VIEW)
GND : 1
24 : FB
REFIN : 2
23 : VO
VREF : 3
22 : RT
CS : 4
21 : CB
COVP : 5
20 : OUT-1
CUVP : 6
19 : LX
TSSOP-24
PGOOD : 7
18 : VBIN
CTL : 8
17 : VCC
LSAT : 9
16 : VB
ILIM : 10
15 : OUT-2
+INC : 11
14 : PGND
−INC : 12
13 : FSW
(FPT-24P-M09)
2
DS04–27269–3
MB39A130A
■ 端子機能説明
端子番号
端子名
I/O
1
GND
⎯
2
REFIN
I
Error Comp. の基準電圧入力端子です。
3
VREF
O
基準電圧出力端子です。
4
CS
I
ソフトスタート時間設定用コンデンサ接続端子です。
5
COVP
⎯
OVP 機能の遅延時間設定用コンデンサ接続端子です。
GND 端子とショートすることで OVP 機能を無効にできます。
6
CUVP
⎯
UVP 機能の遅延時間設定用コンデンサ接続端子です。
GND 端子とショートすることで UVP 機能を無効にできます。
7
PGOOD
O
パワーグッド検出回路出力端子です ( オープンドレイン出力 ) 。
8
CTL
I
電源コントロール端子です。
CTL 端子を "L" レベルにすることにより , IC はスタンバイ状態になりま
す。
9
LSAT
I
インダクタの過飽和検出レベル設定電圧 入力端子です。
10
ILIM
I
過電流検出レベル設定電圧 入力端子です。
11
+ INC
I
電流検出部 (Current Sense) 入力端子です。
12
− INC
I
電流検出部 (Current Sense) 入力端子です。
13
FSW
I
動作周波数プリセット値の切換え端子です。
14
PGND
⎯
出力回路用接地端子です。
15
OUT-2
O
外付け同期整流側 FET ゲート駆動用出力端子です。
16
VB
O
出力回路用バイアス出力端子です。
17
VCC
⎯
電源端子です。
18
VBIN
I
19
LX
⎯
インダクタ , 外付けメイン側 FET のソースおよび外付け同期整流側 FET
のドレイン接続端子です。
20
OUT-1
O
外付けメイン側 FET ゲート駆動用出力端子です。
21
CB
⎯
ブートストラップ用コンデンサ接続端子です。
CB 端子と LX 端子間にコンデンサを接続します。
22
RT
⎯
tON 時間設定用抵抗接続端子です。
23
VO
I
DC/DC 出力電圧の入力端子です。
24
FB
I
DC/DC 出力電圧のフィードバック端子です。
DS04–27269–3
機能説明
接地端子です。
出力回路 , 制御回路用バイアス電圧外部入力端子です。
3
MB39A130A
■ ブロックダイヤグラム
FSW
RT
22
VCC
13
17
VBIN
18
<Discharge >
CTL uvp otp
VB
VB Reg.
<Soft-Start >
VREF
5 μA
CTL,
uvlo
CS
16
(5 V)
ton
Generator
ON/OFF
(4.5 V)
CB
4
21
VO
OUT-1
23
<Error Comp.>
Drv-1
LX
Drive Logic
VO
REFIN
Control
FB
20
19
OUT-2
24
Drv-2
15
2
REFIN
INTREF
PGND
+INC
-INC
14
11
12
Current
Sense
<LSAT Comp.>
LSAT
9
10 μA
9:1
<ILIM Comp.>
ILIM
VB
9:1
<UVLO>
H:UVLO
release
10
VB
UVLO
5 μA
5
VREF
UVLO
<OVP Comp.>
COVP
S Q
R
VB
INTREF x 1.15 V
CUVP
PGOOD
7
5 μA
6
<UVP Comp.>
S Q
R
INTREF x 0.7 V
VCC
ON/OFF
bias
INTREF x 0.9 V
<PGOOD Comp.>
<REF><CTL>
CTL
8
(2.5 V)
3
VREF
4
1
GND
DS04–27269–3
MB39A130A
■ 絶対最大定格
項目
記号
条件
電源電圧
VCC
CB 端子入力電圧
定格値
単位
最小
最大
⎯
⎯
27
V
VCB
⎯
⎯
32
V
VCBLX
⎯
⎯
7
V
バイアス外部入力電圧
VBIN
⎯
⎯
7
V
コントロール入力電圧
VI
CTL 端子
⎯
27
V
VI
FB, VO, REFIN, FSW 端子
⎯
VB + 0.3
V
V+INC
⎯
⎯
27
V
V-INC
⎯
⎯
27
V
VILIM
⎯
⎯
VB + 0.3
V
VLSAT
⎯
⎯
VB + 0.3
V
PGOOD 端子電圧
VPG
⎯
⎯
7
V
出力電流
IOUT
DC
⎯
60
mA
許容損失
PD
Ta ≦+ 25 °C
⎯
1315
mW
保存温度
TSTG
− 55
+ 125
°C
CB-LX 間電圧
入力電圧
⎯
<注意事項> 絶対最大定格を超えるストレス ( 電圧 , 電流 , 温度など ) の印加は , 半導体デバイスを破壊する可能性があ
ります。したがって , 定格を一項目でも超えることのないようご注意ください。
DS04–27269–3
5
MB39A130A
■ 推奨動作条件
項目
記号
条件
電源電圧
VCC
CB 端子入力電圧
規格値
単位
最小
標準
最大
⎯
4.5
⎯
25.0
V
VCB
⎯
⎯
⎯
30
V
基準電圧出力電流
IREF
⎯
− 100
⎯
0
μA
バイアス出力電流
IVB
⎯
−1
⎯
⎯
mA
CTL 端子入力電圧
VI
CTL 端子
0
⎯
25
V
VI
FB, VO, REFIN, FSW 端子
0
⎯
VB
V
V+INC
⎯
− 0.3
⎯
+ 2.9
V
V-INC
⎯
− 0.3
⎯
+ 25
V
VILIM
⎯
0
⎯
VB
V
VLSAT
⎯
0
⎯
VB
V
PGOOD 端子出力電圧
VPG
⎯
0
⎯
5.5
V
PGOOD 端子出力電流
IPG
⎯
0
⎯
4
mA
ピーク出力電流
IOUT
− 1200
⎯
+ 1200
mA
動作周波数範囲
fOSC
⎯
100
450
780
kHz
タイミング抵抗
RT
⎯
⎯
43
⎯
kΩ
電流検出抵抗
RS
⎯
⎯
10
⎯
mΩ
ソフトスタート容量
CS
⎯
⎯
0.018
⎯
μF
CB 端子容量
CCB
⎯
⎯
0.1
⎯
μF
基準電圧出力容量
CREF
⎯
⎯
0.01
1.0
μF
バイアス電圧出力容量
CVB
⎯
⎯
2.2
10
μF
Ta
⎯
− 30
+ 25
+ 85
°C
入力電圧
動作周囲温度
Duty ≦ 5%
( t = 1/fOSC × Duty)
<注意事項> 推奨動作条件は , 半導体デバイスの正常な動作を保証する条件です。電気的特性の規格値は , すべてこの条
件の範囲内で保証されます。常に推奨動作条件下で使用してください。この条件を超えて使用すると , 信頼
性に悪影響を及ぼすことがあります。
データシートに記載されていない項目 , 使用条件 , 論理の組合せでの使用は , 保証していません。記載され
ている以外の条件での使用をお考えの場合は , 必ず事前に営業部門までご相談ください。
6
DS04–27269–3
MB39A130A
■ 電気的特性
(Ta =+ 25 °C, VCC 端子= 15 V, CTL 端子= 5 V, VREF 端子= 0 mA)
記号
端子
番号
条件
出力電圧
VREF
3
⎯
負荷安定度
Load
3
VREF 端子= 0 μA ∼
− 100 μA
短絡時出力電流
IOS
3
VREF 端子= 0 V
出力電圧
VB
16
内 / 外切換え
スレッショルド
VTLH
18
VTHL
切換え SW 抵抗
項目
基準電圧部
[ REF ]
バイアス電圧部
[ VB Reg. ]
低電圧時誤動作
防止回路部
[ UVLO ]
単位
最小
標準
最大
2.463
2.500
2.537
V
⎯
1
10
mV
− 20
− 10
−5
mA
4.9
5.0
5.1
V
VBIN 端子
4.3
4.5
4.7
V
18
VBIN 端子
4.1
4.3
4.5
V
RSW
18
VBIN 端子= 5 V
⎯
4*1
⎯
Ω
スレッショルド
電圧
VTLH
16
VB 端子
3.8
4.0
4.2
V
VTHL
16
VB 端子
3.1
3.3
3.5
V
ヒステリシス幅
VH
16
VB 端子
⎯
0.7*1
⎯
V
スレッショルド
電圧
VTLH
3
VREF 端子
1.8
2.0
2.2
V
VTHL
3
VREF 端子
1.6
1.8
2.0
V
ヒステリシス幅
VH
3
VREF 端子
⎯
0.2*1
⎯
V
充電電流
ICS
4
CTL 端子= 5 V,
CS 端子= 0 V
− 6.3
− 4.5
− 3.1
μA
RD
23
CTL 端子= 0 V,
VO 端子≧ 0.3 V
⎯
16*1
⎯
Ω
VO
23
CTL 端子= 0 V
⎯
0.3*1
⎯
V
20
RT 端子= 43 kΩ,
FSW 端子= GND,
VCC 端子= 15 V,
VO 端子= 1.5 V
246
280
314
ns
20
RT 端子= GND,
FSW 端子= VREF 端子 ,
VCC 端子= 15 V,
VO 端子= 1.5 V
272
390
508
ns
tON_3
20
RT 端子= GND,
FSW 端子= VB 端子 ,
VCC 端子= 15 V,
VO 端子= 1.5 V
142
220
298
ns
最小オフ時間
tOFF
20
360
480
600
ns
RT 外付け条件
VFSW1
13
FSW 端子
0
⎯
1.5
V
プリセット値 1
条件
VFSW2
13
FSW 端子
1.5
VREF
VB −
1.5
V
プリセット値 2
条件
VFSW
13
FSW 端子
VB −
1.5
⎯
VB
V
IFSWL
13
FSW 端子= 0 V
− 10
−5
⎯
μA
IFSWM
13
FSW 端子= VREF 端子
−1
0
+1
μA
IFSWH
13
FSW 端子= VB 端子
⎯
5
10
μA
ソフトスタート /
ディスチャージ部 ディスチャージ時
[ Soft-Start/
放電抵抗
Discharge ]
ディスチャージ
終了電圧
オン時間
オン時間
( プリセット値 1)
ON/OFF 時間
発生部
[ tON Generator ]
規格値
オン時間
( プリセット値 2)
入力電流
tON
tON_2
⎯
⎯
(続く)
DS04–27269–3
7
MB39A130A
(Ta =+ 25 °C, VCC 端子= 15 V, CTL 端子= 5 V, VREF 端子= 0 mA)
項目
出力ボトム検出
電圧
出力電圧設定部
[ VO REFIN
Control,
Error Comp.]
端子
番号
条件
VO1
23
VO2
VFB1
標準
最大
REFIN 端子= GND 端子 ,
FB 端子= VB 端子
1.172
1.190
1.208
V
23
REFIN 端子= VB 端子 ,
FB 端子= VB 端子
2.453
2.490
2.527
V
24
REFIN 端子= GND 端子
0.693
0.700
0.707
V
0.689*2
0.700
0.711*2
V
1.442
1.457
1.472
V
*3
REFIN 端子= GND 端子
Ta =− 20 °C ∼ + 70 °C
VFB2
24
REFIN 端子= VB 端子
VFB2T
24
REFIN 端子= VB 端子 *3
Ta =− 20 °C ∼ + 70 °C
1.435*2
1.457
1.479*2
V
IREFIN
2
REFIN 端子= 0.6 V
− 0.5
0
+ 0.5
μA
FB 入力電流
IFB
24
FB 端子= 0.7 V
− 0.5
0
+ 0.5
μA
VO 入力電流
IVO
23
VO 端子= 2 V
⎯
17.0
24.3
μA
スレッショルド
電圧
VTH1
24, 2
REFIN, FB 端子 : Hi 側
2.4
2.5
⎯
V
VTH2
2
REFIN 端子 : Lo 側
⎯
0.3
0.4
V
入力電流
IINC
11, 12
+ INC, − INC 端子= 0
− 1.0
− 0.3
⎯
μA
11, 12
( + INC 端子 ) − ( − INC
端子 )
ILIM 端子= 5 V
内部固定値
40
50
60
mV
VTH2
11, 12
( + INC 端子 ) − ( − INC
端子 )
ILIM 端子= 1.0 V
外部設定値
90
100
110
mV
入力電流
IILIM
10
ILIM 端子= 0 V
−1
0
+1
μA
スレッショルド
電圧
VTH3
10
ILIM 端子
3.5
3.7
⎯
V
過飽和検出設定
値
VTH
11, 12
( + INC 端子 ) − ( − INC
端子 )
LSAT 端子= 2.0 V
180
200
220
mV
入力電流
ILSAT
9
LSAT 端子= 0 V
−1
0
+1
μA
過飽和検出時
LSAT 端子
シンク電流
ILSAT2
9
LSAT 端子= 1 V
7.7
10.0
14.3
μA
過電圧検出電圧
VOVP
24
Error Comp. 入力
充電電流
ICOVP
5
スレッショルド
電圧
VTH
5
COVP 端子オン
抵抗
RCOVP
5
帰還電圧
電流制限設定値
過電流検出部
[ ILIM Comp. ]
過電圧保護
回路部
[ OVP Comp. ]
単位
最小
24
VTH
インダクタ
飽和検出部
[ LSAT Comp. ]
規格値
VFB1T
REFIN 入力電流
電流検出部
[ Current Sense ]
記号
⎯
COVP 端子
⎯
INTREF INTREF INTREF
× 1.12 × 1.15 × 1.18
V
− 7.7
− 5.5
− 4.1
μA
⎯
VB ×
0.5
⎯
V
⎯
1.1*1
⎯
kΩ
(続く)
8
DS04–27269–3
MB39A130A
(続き)
(Ta =+ 25 °C, VCC 端子= 15 V, CTL 端子= 5 V, VREF 端子= 0 mA)
記号
端子
番号
低電圧検出電圧
VUVP
24
充電電流
ICUVP
6
スレッショルド
電圧
VTH
6
CUVP 端子
オン抵抗
RCUVP
6
スレッショルド
電圧
VTHL
24
Error Comp. 入力
VH
24
Error Comp. 入力
ILEAK
7
VOL
7
TOTPH
⎯
TOTPL
⎯
メイン側
出力オン抵抗
ROH
20
ROL
20
同期整流側
出力オン抵抗
ROH
15
ROL
15
項目
低電圧保護
回路部
[ UVP Comp. ]
パワーグッド
ヒステリシス幅
検出回路部
[ PGOOD Comp. ] 出力リーク電流
"L" レベル
出力電圧
過熱保護回路部
[ OTP ]
保護温度
出力ソース電流
ISOURCE
15, 20
出力部
[ Drv-1, Drv-2 ]
⎯
CUVP 端子
⎯
最小
標準
最大
INTREF INTREF INTREF
× 0.65 × 0.70 × 0.75
単位
V
− 7.7
− 5.5
− 4.1
μA
⎯
VB ×
0.5
⎯
V
⎯
1.1*1
⎯
kΩ
INTREF INTREF INTREF
× 0.87 × 0.90 × 0.93
V
⎯
INTREF
× 0.02*1
⎯
V
PGOOD 端子= 5 V
⎯
0
1
μA
PGOOD 端子= 1 mA
⎯
0.1
0.4
V
⎯
⎯
+ 150*1
⎯
°C
⎯
⎯
+ 125*1
⎯
°C
OUT-1 端子= -100 mA
⎯
4
7
Ω
OUT-1 端子= 100 mA
⎯
1.0
3.5
Ω
OUT-2 端子= -100 mA
⎯
4
7
Ω
OUT-2 端子= 100 mA
⎯
1.0
3.5
Ω
LX 端子= 0 V,
CB 端子= 5 V,
OUT-1, OUT-2 端子= 2.5 V,
Duty ≦ 5%
⎯
− 0.5*1
⎯
A
⎯
0.9*1
⎯
A
ISINK1
20
ISINK2
15
OUT-2 端子= 2.5 V,
Duty ≦ 5%
⎯
1.8*1
⎯
A
デッドタイム
TD
15, 20
LX 端子= 0 V,
CB 端子= 5 V
⎯
50*1
⎯
ns
オン条件
VON
8
⎯
2
⎯
25
V
⎯
オフ条件
入力電流
スタンバイ電流
0
⎯
0.8
V
CTL 端子= 5 V
⎯
25
40
μA
CTL 端子= 0 V
⎯
0
1
μA
17
CTL 端子= 0 V
⎯
0
10
μA
17
CTL 端子= 5 V,
REFIN 端子= GND 端子 ,
LX 端子= 0 V,
FB 端子= 1.0 V
⎯
1.3
2.2
mA
17
CTL 端子= 5 V,
LX 端子= 0 V,
FB 端子= 1.0 V,
VBIN 端子= 5 V
⎯
130
220
μA
VOFF
8
ICTLH
8
ICTLL
8
ICCS
ICC1
全デバイス
Error Comp. 入力
規格値
LX 端子= 0 V,
CB 端子= 5 V,
OUT-1 端子= 2.5 V,
Duty ≦ 5%
出力シンク電流
コントロール部
[ CTL ]
条件
電源電流
ICC2
* 1:この値は規格値ではありません。設計する際の目安としてお使いください。
* 2:この値は設計保証値であり , 出荷試験は行なっていません。
* 3:測定回路は「■帰還電圧測定回路図」を参照してください。
DS04–27269–3
9
MB39A130A
■ 帰還電圧測定回路図
・VFB1, VFB2
VO
23
<<Error Comp.>>
30 kΩ
FB
24
VFB1
VFB2
VM
VREF
<<Amp>>
30 kΩ
VFB1
VFB2
INTREF
10
DS04–27269–3
MB39A130A
■ 標準特性
許容損失 - 動作周囲温度
2.5375
VREF バイアス電圧 VVREF (V)
許容損失 PD (mW)
1400
1315
1200
VREF バイアス電圧 - 動作周囲温度
1000
800
600
400
200
0
0
2.5125
2.5000
2.4875
2.4750
IVREF = 0 A
2.4625
-40 -20
+25 +50 +75 +100 +125
0
+20 +40 +60 +80 +100
動作周囲温度 Ta ( °C)
動作周囲温度 Ta ( °C)
Error Comp. スレショルド電圧 - 動作周囲温度
Error Comp. スレショルド電圧 - 動作周囲温度
0.707
0.705
0.703
0.701
0.699
0.697
0.695
0.693
-40 -20
0
+20 +40 +60 +80 +100
Error Comp. スレショルド電圧 EVTH2 (V)
Error Comp. スレショルド電圧 EVTH1 (V)
-50 -25
2.5250
1.472
1.467
1.462
1.457
1.452
1.447
1.442
-40 -20
0
+20 +40 +60 +80 +100
動作周囲温度 Ta ( °C)
動作周囲温度 Ta ( °C)
VB バイアス電圧 - 動作周囲温度
VB バイアス電圧 -VB バイアス出力電流
6.0
5.10
5.05
5.00
4.95
IVB = 0 A
VB バイアス電圧 VVB (V)
VB バイアス電圧 VVB (V)
5.5
VCC = 6 V
5.0
4.5
4.0
VCC = 5 V
3.5
3.0
VCC = 4.5 V
2.5
4.90
-40 -20
0
+20 +40 +60 +80 +100
動作周囲温度 Ta ( °C)
2.0
-0.03
Ta = +25°C
-0.02
-0.02
-0.01
-0.01
0
VB バイアス出力電流 IVB (A)
(続く)
DS04–27269–3
11
MB39A130A
DRVH オン時間 - タイミング抵抗値
DRVH オン時間 - 動作周囲温度
320
VCC = 15 V
VO = 1.5 V
FSW = GND
Ta = +25°C
980
760
DRVH オン時間 tON (ns)
DRVH オン時間 tON (ns)
1200
540
320
100
20
50
80
110
140
280
260
-20
0
+20 +40 +60 +80 +100
タイミング抵抗値 RRT (kΩ)
動作周囲温度 Ta ( °C)
DRVH オン時間 - 動作周囲温度
DRVH オン時間 - 動作周囲温度
320
VCC =15 V
VO = 1.5 V
RT=VB
FSW = VREF
490
390
290
190
-40
-20
0
DRVH オン時間 tON_3 (ns)
DRVH オン時間 tON_2 (ns)
300
240
-40
170
590
VCC = 15 V
VO = 1.5 V
RT = VB
FSW = VB
270
220
170
120
-40
+20 +40 +60 +80 +100
-20
0
+20 +40 +60 +80 +100
動作周囲温度 Ta ( °C)
動作周囲温度 Ta ( °C)
DRVH 最小オフ時間 - 動作周囲温度
DRVH 最小オフ時間 - 入力電圧
600
DRVH 最小オフ時間 toffmin (ns)
600
DRVH 最小オフ時間 toffmin (ns)
VCC = 15 V
VO = 1.5 V
RT = 43 kΩ
FSW = GND
560
520
480
440
400
360
-40 -20
0
+20 +40 +60 +80 +100
動作周囲温度 Ta ( °C)
560
520
480
440
400
Ta = +25°C
360
0
5
10
15
20
25
入力電圧 VIN (V)
(続く)
12
DS04–27269–3
MB39A130A
(続き)
休止期間 - 動作周囲温度
100
休止期間 tD (ns)
75
tD1
50
tD2
25
0
-40
-20
0
+20 +40 +60 +80 +100
動作周囲温度 Ta ( °C)
DS04–27269–3
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MB39A130A
■ 機能説明
ボトム検出コンパレータ方式について
ボトム検出コンパレータ方式では , ある決まった三角波の代わりに固定されたオン時間 (tON) と出力電圧 (VO) に重畳す
るスイッチングリプル電圧を利用します。
tON 時間は電源電圧 (VIN) と出力電圧 (VO) から一意に決定します。
tON 期間中は電源電圧 (VIN) から電流が供給されます。その結果インダクタ電流 (ILX) が増加し , 出力コンデンサの寄生抵
抗 (ESR) により出力電圧 (VO) も上昇します。
次に , tOFF 期間になると , インダクタに蓄積されたエネルギーを負荷に供給し , 徐々にインダクタ電流 (ILX) が減少しま
す。その結果 , 出力コンデンサの寄生抵抗 (ESR) により上昇していた出力電圧 (VO) も低下します。
出力電圧がある VREF 電位を下回ると SR-FF をセットし再度 tON 期間となります。
こうしてスイッチングを繰り返します。
このように , Error Comp. にて基準電圧 (VREF) と出力電圧 VO を比較し , オフデューティを制御することで出力電圧を
安定させています。
ボトム検出コンパレータ方式モデル
VIN
tON 時間設定回路
Error Comp.
+
VREF
-
R
S
Q
ILX
VO
SR-FF
ESR
VO
VREF
tOFF
tON
14
DS04–27269–3
MB39A130A
(1) 基準電圧部 (REF)
基準電圧部 (REF) は , VCC 端子 (17 ピン ) から供給される電圧を基にして温度補償された安定な電圧 (2.5 V 標準 ) を発
生し , IC 内部回路の基準電源として使用します。
また , 基準電圧は VREF 端子 (3 ピン ) 出力され , 最大負荷 100 μA まで外部に供給できます。
(2) 低電圧時誤動作防止回路部 (UVLO)
バイアス電圧 (VB) や起動時の過渡状態や内部基準電圧 (VREF) の瞬時低下は , コントロール IC の誤動作を誘起し , シス
テムの破壊もしくは劣化を生じます。このような誤動作を防止するために , 低電圧時誤動作防止回路は VB 端子 (16 ピン ) ,
VREF 端子 (3 ピン ) の電圧低下を検出し , OUT-1 端子 (20 ピン ) と OUT-2 端子 (15 ピン ) を "L" レベルに固定します。VB
端子と VREF 端子電圧が低電圧時誤動作防止回路のスレッショルド電圧以上になればシステムは復帰します。
保護回路 (VB-UVLO, VREF-UVLO) 動作時機能表
UVLO 動作時 (VB, VREF 電圧が UVLO スレッショルド電圧以下 ) は , 下記端子の論理が固定されます。
OUT-1
OUT-2
CS
OVP
UVP
L
L
L
ラッチリセット
COVP = L
ラッチリセット
CUVP = L
(3) ソフトスタート部 (Soft-Start )
出力開始時の突入電流や出力電圧 (VO) オーバシュ−トを防止します。
CS 端子 (4 ピン ) にコンデンサを接続することにより , 電源起動時の突入電流を防止します。
CTL 端子 (8 ピン ) を "H" レベルにすると , CS 端子に接続されたコンデンサに充電を開始し , そのランプ電圧を誤差比
較器 (Error Comp.) に入力していますので , DC/DC コンバータの出力負荷に依存しないソフトスタート時間を設定できま
す。
(4) ディスチャージ部 (Discharge)
出力停止時に平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電します。CTL 端子 (8 ピン ) を "L" レベルにすると , OUT-1 端子 (20
ピン ) , OUT-2 端子 (15 ピン ) を "L" レベルにし , VO 端子 (23 ピン ) と GND 間に接続したディスチャージ用 FET (RON ≒
16 Ω) をオンにします。VO 端子電圧が 0.3 V 以下まで低下すると , ディスチャージ用 FET をオフにし , IC はスタンバイ状
態に移行します。また , ディスチャージ機能は , 低電圧保護回路部 (UVP Comp.) のラッチセット後や過熱保護回路動作時
にも動作します。
(5) ON/OFF 時間発生部 (tON Generator)
FSW 端子 (13 ピン )
ON 時間発生部 (tON Generator, ON ONE-SHOT) は , タイミング設定用コンデンサを内蔵しています。
を GND に接続した場合 , RT 端子 (22 ピン ) にタイミング設定用抵抗を接続することにより , 入力電圧に依存した ON 時
間が発生します。
VO
VCC
tON =
× RT × 0.059 + 30
tON
RT
VCC
VO
:メイン側 FET オン時間 [ns]
:タイミング抵抗値 [Ω]
:電源電圧 [V]
:出力電圧 [V]
ソフトスタート開始時などの VO1, VO2 電圧が 0.1 V 以下の条件では , ON 時間は VO1, VO2 = 0.1 V での値に固定されて
います。
また , FSW 端子により ON 時間の設定を , RT 端子に外付けした抵抗による設定 , あるいは IC 内部の抵抗による設定に
切換えられます。
OFF 時間発生部 (OFF ONE-SHOT) では , OFF 時間の最小値として 480 [ns] ( 標準 ) が発生します。
tOFF = (
tON
VCC
VO
DS04–27269–3
VCC
VO
− 1) × tON
:メイン側 FET オン時間 [ns]
:電源電圧 [V]
:出力電圧 [V]
15
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(6) 出力電圧設定部 (VO REFIN Control, Error Comp.)
出力電圧設定部 (VO REFIN Control, Error Comp.) は , REFIN 端子 (2 ピン ) や FB 端子 (24 ピン ) の外付け回路や接続先に
よる様々な出力電圧設定に対応しています。
FB
24
23
Comp.1
VO
SW1
SW2
2.5V
Error Comp.
REFIN
SW3
2
INTREF
Comp.2
SW4
SW5
1.46V
0.7V
2.5V
Comp.3
0.3V
出力電圧設定表
INTREF
( 内部基準電圧 )
REFIN
FB
GND
VB
SW2, 5:ON, SW1, 3, 4:OFF
0.7 V ( 標準 )
VO = 1.2 V 設定 ( 内部設定 )
VB
VB
SW2, 4:ON, SW1, 3, 5:OFF
1.46 V ( 標準 )
VO = 2.5 V 設定 ( 内部設定 )
GND
0.7V
SW1, 5:ON, SW2, 3, 4:OFF
0.7 V ( 標準 )
内部基準電圧を 0.7 V に固定し ,
VO-FB 間と FB-GND 間の外付け抵抗比に
よる出力電圧の任意設定
VB
1.457V
SW1, 4:ON, SW2, 3, 5:OFF
1.457 V ( 標準 )
内部基準電圧を 1.457 V に固定し ,
VO-FB 間と FB-GND 間の外付け抵抗比に
よる出力電圧の任意設定
0.5 V ∼ 2.2 V
VB
SW2, 3:ON, SW1, 4, 5:OFF
SW 状態
備考
VREF-REFIN 間と REFIN-GND 間の
= REFIN 端子電圧 外付け抵抗比により基準電圧を任意設定
し内蔵の出力設定用帰還抵抗使用
Error Comp. は , 非反転入力と , 反転入力とを比較して OFF 期間の終了タイミングを検出します。すなわち , 出力電圧が
出力設定電圧を下回ったことを検出し出力を ON 状態にします。このときの遅延時間は 100 ns ( 標準 ) です。
16
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(7) 電流検出部 (Current Sense)
電流検出部 (Current Sense) は , + INC 端子 (11 ピン ) と− INC 端子 (12
インダクタ電流 (IL) を検出するための回路です。
ピン ) 端子間の電圧波形を GND 基準の電圧波形に変換します。したがって , + INC 端子と− INC 端子の間に接続された
電流センス抵抗 RS によってインダクタのリップル電流を検出できます。
(8) 過電流検出部 (ILIM Comp.)
カレントセンス抵抗による電流値と過電流検出設定値を比較し , 過電流保護動作を行います。
過電流検出部 (ILIM
Comp.) は , 電流検出部の出力電圧波形と , ILIM 端子 (10 ピン ) に外部 で設定された電圧の 1/10 の過電流検出レベルと比
較しています。過電流検出部はインダクタに流れるリップル電流のボトム値を検出します。電流検出部の出力電圧波形が
過電流検出レベルを下回るまで OFF 状態を保持し , 下回ったときにメイン側 FET の ON を許可します。これにより過電流
の保護動作を行っています。この保護動作は出力電圧を垂下する動作となります。
また , 過電流検出レベルについて ILIM 端子に 3.8 V ( 標準 ) 以上の電圧を印加することで内部固定値 (50 mV 標準 ) に設
定できます。
・電流検出回路 / 過電流検出回路
IL
ILripple
Inductor Current (IL)
ILOAD
LOAD
L
IL(peak)
RS
IL(bottom)
t
-INC
+INC
12
11
Current
Sence
ILIM Comp.
ILIM
Drive Logic へ
10
9:1
Rs: カレントセンス抵抗
DS04–27269–3
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(9) インダクタ飽和検出部 (LSAT Comp.)
過電流保護の補助機能として , インダクタの磁束飽和による過大な電流の発生を防止する回路です。
インダクタ飽和検出部 (LSAT Comp.) は , 電流検出部 (Current Sense) の出力電圧波形と , LSAT 端子 (9 ピン ) に外部で設
定された電圧の 1/10 の飽和検出レベルと比較し , インダクタに流れるリップル電流のピーク値を検出します。
メイン側 FET の ON 期間中に , 電流検出部の出力電圧波形が飽和検出レベルを上回ったことを検出すると , 直ちに OFF
状態にします。同時に LSAT Comp. 部の SR ラッチをセットし , LSAT 端子から 10 μA ( 標準 ) の定電流をシンクします。こ
の SR ラッチは毎周期リセットされ , 同様な動作を繰り返します。LSAT 端子に接続されたコンデンサの電荷を毎周期シン
クすることで飽和検出レベルを下げます。
外付け部品や使用条件によっては ILIM 端子 (10 ピン ), LSAT 端子を様々な電圧に設定する必要があるため , 検出レベル
は外付け抵抗比により任意に設定できます。
また , LSAT 端子に 3.8 V ( 標準 ) 以上の電圧を印加することで , 飽和検出機能を無効にできます。
IL
ILRIPPLE
Inductor Current (IL)
ILOAD
LOAD
L
IL (peak)
RS
IL (bottom)
t
-INC
VREF
+INC
12
Current
Sence
11
LSAT Comp.
Drive Logic へ
LSAT
9
9:1
S
Q
10 μA
R
18
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(10) 過電圧保護回路部 (OVP Comp.)
出力電圧 (VO) が上昇した際に , 出力に接続されているデバイスを保護するための回路です。出力電圧設定部 (VO REFIN
Control) によって設定された内部基準電圧 INTREF の 1.15 倍 ( 標準 ) の電圧と Error Comp. の反転入力電圧とを比較して
います。Error Comp. の反転入力電圧が高くなったことを検出すると SR ラッチをセットし「過電圧保護回路部動作時機能
表」のように各端子の論理を固定し , 電圧出力を停止します。
・過電圧保護回路部動作時機能表
OUT-1
OUT-2
CS
PGOOD
L ( メイン側 FET:OFF)
H ( 同期整流側 FET:ON)
L
L
・過電圧保護動作タイミングチャート例 (PGOOD は VB にプルアップ )
INTREF × 1.15
FB
OUT-1
OUT-2
PGOOD
SR ラッチ
検出時間 200[ns]( 参考値 )
IC をいったんスタンバイ状態にするなどをし , UVLO 信号でラッチをリセットすることで過電圧保護状態を解除できま
す。また , COVP 端子 (5 ピン ) を GND 端子 (1 ピン ) とショートすることで過電圧保護機能を無効にできます。
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(11) 低電圧保護回路部 (UVP Comp.)
出力電圧 (VO) が低下した際に出力を停止し , 出力に接続されているデバイスを保護します。出力電圧設定部 (VO REFIN
Control) によって設定された内部基準電圧 INTREF の 0.7 倍 ( 標準 ) の電圧と Error Comp. の反転入力電圧とを比較してい
ます。Error Comp. の反転入力電圧が低くなったことを検出すると CUVP 端子 (6 ピン ) に接続されたコンデンサの充電を
開始します。CUVP 端子電圧が上昇し , UVP Comp. 部の SR ラッチがセットされると PGOOD 端子 (7 ピン ) を "L" レベル
にすると共に , ディスチャージ動作を行い電圧出力を停止します。
・低電圧保護回路部動作時機能表
OUT-1
OUT-2
CS
PGOOD
L ( メイン側 FET:OFF)
L ( 同期整流側 FET:OFF)
L
L
・低電圧保護動作タイミングチャート例 (PGOOD は VB にプルアップ )
FB
INTREF × 0.7
OUT-1
OUT-2
PGOOD
VB × 0.5
CUVP
SR ラッチ
検出時間
IC をいったんスタンバイ状態にするなどをし , UVLO 信号でラッチをリセットすることで低電圧保護状態を解除できま
す。また , CUVP 端子を GND 端子 (1 ピン ) とショートすることで低電圧保護機能を無効にできます。
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DS04–27269–3
MB39A130A
(12) パワーグッド検出回路部 (PGOOD Comp.)
出力電圧設定部 (VO REFIN Control) によって設定された内部基準電圧 INTREF の 0.9 倍 ( 標準 ) の電圧と Error Comp. の
反転入力電圧とを比較し , Error Comp. の反転入力電圧が高くなったことを検出すると , DC/DC コンバータの出力電圧が
設定電圧に達したと判定し PGOOD 端子 (7 ピン ) に内蔵された N-ch MOS を OFF にします。
タイミングチャート例 (PGOOD は VB にプルアップ )
CTL
VB
INTREF × 0.92
INTREF × 0.90
FB
PGOOD
(13) 出力部 (Drv-1, Drv-2)
外付け N-ch MOS FET を駆動するための回路です。出力回路の構成は , メイン側 , 同期整流側ともに CMOS 形式です。
(14) コントロール部 (CTL)
CTL 端子 (8 ピン ) を "L" レベルにすることでスタンバイ状態となります ( スタンバイ時の電源電流 10 μA 最大 ) 。
CTL 端子を "H" レベルにすることで , DC/DC コンバータ部を動作状態に設定できます。
コントロール機能表
CTL
DC/DC コンバータ
L
OFF
H
ON
(15) バイアス電圧部 (VB Reg.)
内部制御回路用電源 , ブートストラップ電圧設定用として 5V を出力します。
また , VBIN 端子 (18 ピン ) に外部より 4.5 V ( 標準 ) 以上の電圧を入力することにより , 5 V 電源を内部 (VB Reg.) から
外部 (VBIN) に切り換えられます。
(16) 過熱保護回路部 (OTP)
IC を熱破壊から保護するための回路です。
過熱保護回路は接合部温度が+ 150 °C に達すると CS 端子 (4 ピン ) を "L" に
するとともに , OUT-1 端子 (20 ピン ) , OUT-2 端子 (15 ピン ) を "L" レベルにし , VO 端子 (23 ピン ) と GND 間に接続した
ディスチャージ用 FET (RON ≒ 16 Ω) をオンします。また , 接合部温度が+ 125 °C まで下がると再び通常動作します。過熱
保護機能が作動する条件は本 IC の最大定格を超えた状態となります。よって過熱保護動作が頻発するような DC/DC 電源
システム設計は行なわないでください。
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MB39A130A
■ 保護機能一覧表
制御・保護機能
検出条件
検出時の各端子出力
DC/DC 出力降下状態・その他
VREF
VB
OUT-1
OUT-2
低電圧誤動作防止 VB < 3.3 V
(UVLO)
VREF < 1.8 V
<1.8 V
<3.3 V
L
L
負荷による自己放電
低電圧保護
(UVP)
FB<INTREF × 0.7
VO × 0.7 未満に相当
2.5 V
5V
L
L
IC ディスチャージ機能による放電
VO ≦ 0.3 V にて放電停止
過電圧保護
(OVP)
FB>INTREF × 1.15
VO × 1.15 以上に相当
2.5 V
5V
L
H
VO = 0 V クランプ
過電流保護
(ILIM)
+ INC ∼− INC>ILIM
過電流検出値に相当
2.5 V
5V
過熱保護
(OTP)
Tj >+ 150 °C
2.5 V
5V
L
L
IC ディスチャージ機能による放電
VO ≦ 0.3 V にて放電停止
コントロール
(CTL)
CTL : H → L
(VO > 0.3 V)
2.5 V
5V
L
L
IC ディスチャージ機能による放電
VO ≦ 0.3 V にて VREF = 0 V,
VB = 0 V, 放電停止
22
switching switching 定電流で垂下
( 出力は垂下するが停止はしない )
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MB39A130A
■ 入出力端子等価回路図
<<基準電圧部>>
<< ON/OFF 時間発生部>>
VB
VB
*
*
3
VREF
RT 22
*
*
GND
GND
<<過電圧保護部>>
<<低電圧保護部>>
<< ON/OFF 時間発生部>>
VB
VB
*
COVP
CUVP
FSW 13
5,6
3
*
GND
GND
<<バイアス電圧部>>
VCC
*
GND
4.5V
*
16
VB
18
VBIN
*
*:ESD 保護素子
(続く)
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23
MB39A130A
<<パワーグッド検出部>>
7
PGOOD
*
GND
<<コントロール部>>
<<ソフトスタート部>>
VCC
VB
VB
*
0.1 V
CTL 8
CS 4
*
*
GND
GND
<<出力電圧設定部(FB)>>
<<出力電圧設定部(VO)>>
VB
VO 23
*
2.5 V
FB
24
*
*
GND
GND
*:ESD 保護素子
(続く)
24
DS04–27269–3
MB39A130A
(続き)
<<電流検出部>>
<<過電流検出部>>
VB
VB
*
ILIM
10
+INC
−INC
11
12
*
*
*
GND
GND
<<出力電圧設定部(REFIN)>>
<<過飽和検出部>>
VB
VB
*
*
2.5 V
LSAT
REFIN
9
2
*
*
0.3 V
GND
GND
<<出力部(OUT-1)>>
<<出力部(OUT-2)>>
21
*
CB
16
*
*
20 OUT-1
15 OUT-2
*
*
19 LX
GND
VB
GND
14 PGND
*:ESD 保護素子
DS04–27269–3
25
MB39A130A
■ 応用回路例
VB
16
VB
VO
D2
23
VB
VBIN
C4
18
VB
12
CB
FB
21
C7
24
-INC
VCC
15 v
17
C1-1
VIN
C2-1
8
CTL
VCC
+INC
C16
11
PGND
CTL
Q1
VB
OUT-1
9
20
LSAT
MB39A130A
10
ILIM
R16
R15
LX
1.2 V, 3 A
L1
VREF
C9
3
19
OUT-2
C11
R5
C12
4
VB
5
COVP
13
FSW
22
RT
6
CUVP
1
26
Q1
CS
GND
PGND1
R13
C10
15
C5-2
REFIN
D1
2
C5-1
VO
PGOOD
PGND
7
PGOOD
14
DS04–27269–3
MB39A130A
・部品表
記号
項目
条件
ベンダ
パッケージ
型格
備考
Q1
N-ch FET
VDS = 30 V,
ID = 8 A, Ron = 21 mΩ
RENESAS
SO-8
μPA2755
Dual type
(2 elements)
D1
ダイオード
Io = 1A, VRRM = 40 V,
VF = 0.55 V at IF = 1A
ON semi
SOD-123FL
MBR140SFT1
D2
ダイオード
VF = 0.4 V(max) at
IF = 0.2 A
ON semi
SOD-523
BAT54XV2T1G
L1
インダクタ
2.2 μH (10 mΩ, 6.1 A)
TDK
⎯
RLF7030T-2R2M5R4
C1-1
セラミック
コンデンサ
22 μF (25 V)
TDK
3225
C3225JC1E226M
C1-2
セラミック
コンデンサ
22 μF (25 V)
TDK
3225
C3225JC1E226M
C4
セラミック
コンデンサ
4.7 μF (6.3 V)
TDK
1608
C1608JB0J475M
C5-1
POSCAP
220 μF (4 V, 40 mΩ)
SANYO
D
4TPC220M
C5-2
セラミック
コンデンサ
1000 pF (50 V)
TDK
1608
C1608CH1H102J
C7
セラミック
コンデンサ
0.1 μF (50 V)
TDK
1608
C1608JB1H104K
C9
セラミック
コンデンサ
0.1 μF (50 V)
TDK
1608
C1608JB1H104K
C10
セラミック
コンデンサ
0.022 μF (25 V)
TDK
1608
C1608JB1H223K
C11
セラミック
コンデンサ
470 pF (50 V)
TDK
1608
C1608CH1H471J
C12
セラミック
コンデンサ
470 pF (50 V)
TDK
1608
C1608CH1H471J
C13
セラミック
コンデンサ
470 pF (50 V)
TDK
1608
C1608CH1H471J
C16
セラミック
コンデンサ
0.1 μF (50 V)
TDK
1608
C1608JB1H104K
R5
抵抗
43 kΩ
SSM
1608
RR0816P433D
R13
抵抗
100 kΩ
SSM
1608
RR0816P104D
R14
抵抗
56 kΩ
SSM
1608
RR0816P563D
R15
抵抗
43 kΩ
SSM
1608
RR0816P433D
R16
抵抗
22 kΩ
SSM
1608
RR0816P223D
RENESAS:ルネサスエレクトロニクス株式会社
ON semi :ON Semiconductor
SANYO :三洋電機株式会社
TDK
:TDK 株式会社
SSM
:進工業株式会社
DS04–27269–3
27
MB39A130A
■ アプリケーションノート
[1] 動作条件の設定について
出力電圧設定について
1. 出力設定電圧が VO = 1.2 V, 2.5 V の場合
内部のプリセット機能により設定可能です。
この場合 , 外部から基準電圧を与えたり出力電圧設定抵抗を使用する必要
がなく , もっとも少ない部品点数で設定できます。
REFIN 端子
FB 端子
出力電圧設定値 (VO)
GND
VB
VO = 1.2 V
VB
VB
VO = 2.5 V
VB:制御系電源電圧 (VB 電圧 )
2. 出力設定電圧が VO = 1.2 V, 2.5 V 以外の場合
Error Comp. の基準電圧を 0.7 V 固定とし , 出力電圧設定抵抗比を調整することで設定可能です。
なお VO ≧ 1.5 V で設定する際は REFIN = VB で使用してください。
REFIN 端子
FB 端子
出力電圧設定値 (VO)
GND
出力設定電圧設定用抵抗を接続
VO =
R1 + R2
R2
VB
出力設定電圧設定用抵抗を接続
VO =
ΔVO
R1 + R2
× 1.457 +
R2
2
× 0.7 +
ΔVO
2
出力リップル電圧値 (ΔVO) は下記の式から算出します。
ΔVO = ESR ×
VIN − VO
L
VO
×
VIN × fOSC
ΔVO :出力リップル電圧値 [V]
L
VIN
VO
fOSC
VO
VO
R1
FB
:コイルのインダクタ値 [H]
:電源電圧 [V]
:出力設定電圧 [V]
:発振周波数 [Hz]
R2
3. 出力設定電圧を動的に設定 , 変更する場合
下記条件にて REFIN 電圧 (VREFIN) を変化することで動的に出力電圧の設定 , 変更が可能となります。
出力電圧設定値を 0.855 V ∼ 3.762 V の範囲にて設定可能です。
REFIN 端子
FB 端子
出力電圧設定値 (VO)
外部より下記電圧を印加
(0.5 V ∼ 2.2 V)
VB
VO = 1.71 × VREFIN
VB:制御系電源電圧 (VB 電圧 )
(注意事項)上記 2. または 3. の方法にて出力電圧を設定する際には R1//R2 ≦ 50 [kΩ] となるような抵抗値を目安に選定
してください。
28
DS04–27269–3
MB39A130A
出力電圧設定 2. または 3. の方法にて出力電圧設定抵抗比 (R1/R2) が高くなると , 発振周波数の乱れが発生する場合があ
ります。これは FB 端子に印加されるリップル電圧値が R1, R2 比により縮小されるためです。この場合は , 出力リップル電
圧を大きくするか , R1 に並列にコンデンサを追加することで , 安定した発振周波数が得られます。
追加するコンデンサは下式を目安に選定してください。
CFB ≧
10 × (R1 + R2)
2π × fOSC × R1 × R2
CFB
R1, R2
fOSC
:フィードバックコンデンサ [F]
:出力電圧設定抵抗値 [Ω]
:発振周波数 [Hz]
VO
Vo
R1
R2
CFB
FB
また , このコンデンサ追加により出力リップル電圧に応じて出力電圧が上昇します。
出力電圧上昇値は下式によりますので , 必要に応じて出力電圧設定抵抗値を設定してください。
VO_OFFSET =
(VO − INTREF) × ΔVO
2 × INTREF
VO_OFFSET
VO
ΔVO
INTREF
:出力設定電圧オフセット値 [V]
:出力設定電圧 [V]
:出力リップル電圧値 [V]
: Error Comp. 基準電圧 [V] ( 詳細は「■機能説明」の「出力電圧設定表」を参照してく
ださい。)
V
VO
ΔVO
VO_OFFSET
t
DS04–27269–3
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MB39A130A
出力リップル電圧の検討
本デバイスは動作原理上 , 出力リップル電圧値が必要です。FB 端子電圧で 20 mV 程度確保する必要があります。DC/DC
コンバータの出力に必要な出力リップル電圧は下式から算出してください。
ΔVO ≧ K × 20 mV
ΔVO
:出力リップル電圧値 [V]
K
:係数 CFB 使用時 K = 1, CFB 未使用時 K =
VO
INTREF
:出力設定電圧 [V]
:Error Comp. 基準電圧 [V] ( 詳細は「■機能説明」の「出力電圧設定表」を参照して
ください。)
VO
INTREF
出力リップル電圧を大きくすることで安定した発振周波数が得られます。
出力コンデンサの ESR を大きいものを選定するか , コイルのインダクタンス値を小さいものを選定することで出力リッ
プル電圧を大きく設定できます。
ただし , 出力リップル電圧を過度に大きくすると , オフ期間 (tOFF) の出力リップル電圧の傾斜が大きくなり , ボトム検出
電圧値への影響が大きくなります。結果 , 出力電圧値に影響を及ぼします。これはオンデューティや発振周波数が大きくな
るほど顕著となります。FB 端子でのリップル電圧が過度に大きくならないよう設定してください。
発振周波数の設定について
RT 端子および FSW 端子状態により下記表のように動作周波数の設定ができます。
RT
FSW
動作周波数
RT-GND 間に抵抗 RRT を接続
GND
下記 RRT 計算式 * により設定される周波数
GND
VREF
( ≒ 300 kHz)
GND
VB
( ≒ 550 kHz)
*:
(
RRT =
109
fOSC
RRT
VCC
VO
fOSC
VCC × 30
)
VO
0.059
−
20 × 10 3 ≦ RRT ≦ 160 × 103
:タイミング抵抗値 [Ω]
:電源電圧 (VIN) [V]
:出力設定電圧 [V]
:発振周波数 [Hz]
(注意事項)発振周波数はオン時間 (tON) が 100 ns 以下とならないよう かつ , オフ時間 (tOFF) が最小オフ時間以下とならな
いよう設定してください ( オン時間 , オフ時間の計算方法については「■機能説明」の「 (5) ON/OFF 時間発
生部」を参照してください。最小オフ時間は「■電気的特性」の「ON/OFF 時間発生部」を参照してください )。
30
DS04–27269–3
MB39A130A
過電圧保護・低電圧保護機能の設定について
いずれも停止までのタイマ時間を設定可能です。各設定コンデンサ値は下式から算出してください。
COVP =
11 × tOVP
VB
COVP
tOVP
VB
CUVP =
:OVP 端子コンデンサ値 [pF]
:過電圧検出時間 [μs]
:VB 電源電圧 [V]
11 × tUVP
VB
CUVP
tUVP
VB
:UVP 端子コンデンサ値 [pF]
:低電圧検出時間 [μs]
:VB 電源電圧 [V]
過電圧保護機能を使用しない場合は COVP 端子を GND へ接続してください。
低電圧保護機能を使用しない場合は CUVP 端子を GND へ接続してください。
過電流保護・過飽和保護機能の設定について
過電流保護機能
負荷電流制限を設定する際に使用します。
制限動作時は出力電圧を垂下します。
過電流が解消すると , 出力電圧が復帰します。
( 低電圧保護機能と併用することでラッチ停止が可能です。)
過飽和保護機能
上記過電流検出時に流れるインダクタ電流によりインダクタの飽和 ( インダクタンスの低下 ) が
懸念される場合に使用してください。十分な電流容量のあるインダクタを使用する場合はこの機
能を使用する必要はありません。
制限動作時は出力電圧を垂下します。
過電流が解消すると , 出力電圧が復帰します。
( 低電圧保護機能と併用することでラッチ停止が可能です。)
過電流保護・過飽和保護機能を利用する場合はインダクタと出力との間にカレントセンス抵抗を接続してください。
+ INC の入力制限が 2.9 V であるため下記条件を満たす必要があります。
2.9 ≧ ( ILIM +
ΔIL
VO
ILIM
RS
ΔIL =
2
) × RS + VO
:インダクタのリップル電流ピークピーク値 ) [A]
:出力設定電圧 [V]
:過電流検出値 [A]
:カレントセンス抵抗値 [Ω]
VO
VIN − VO
×
L
VIN × fOSC
L
VIN
VO
fOSC
DS04–27269–3
ΔIL
:インダクタ値 [H]
:スイッチング系電源電圧 [V]
:出力設定電圧 [V]
:発振周波数 [Hz]
31
MB39A130A
VB
OUT-1
Vo
LX
LSAT
OUT-2
PGND
VIN
+INC
−INC
出力電圧設定値により+ INC 端子電圧が 2.9 V を超える場合は , カレントセンス抵抗を同期側 FET のソースと GND 間
に接続してください。
VB
OUT-1
Vo
LX
LSAT
OUT-2
−INC
VIN
+INC
PGND
32
DS04–27269–3
MB39A130A
この接続では過飽和保護機能は利用できません。LSAT 端子を VB 端子に接続してください。また , 同期整流側 FET がオ
ン時の LX-GND 間の電圧がフライバックダイオードの順方向電圧に対し小さいことを確認してください。LX-GND 間電圧
は下式から算出してください。
VLX = ( ILIM +
VLX
ΔIL
ILIM
RS
RON
ΔIL
2
) × ( RS + RON )
:LX-GND 間電圧
:インダクタのリップル電流ピークピーク値 ) [A]
:過電流検出値 [A]
:カレントセンス抵抗値 [Ω]
:同期整流側 FET オン抵抗 [Ω]
また− INC 端子電圧最小値が− 0.3 [V] 以上であることを確認してください。− INC 端子電圧は下式から算出してくだ
さい。
V-INC_MIN = − ( ILIM +
V-INC_MIN
ΔIL
ILIM
RS
ΔIL
2
) × RS
:− INC 電圧最小値
:インダクタのリップル電流ピークピーク値 ) [A]
:過電流検出値 [A]
:カレントセンス抵抗値 [Ω]
+ INC 端子 , − INC 端子を同期整流側 FET のドレイン , ソースに接続することで , 同期整流側 FET のオン抵抗を過電
流検出に利用できます。
VB
OUT-1
Vo
LX
LSAT
−INC
OUT-2
VIN
+INC
PGND
この接続では , カレントセンス抵抗が不要となるため , コストの面で有利です。またカレントセンス抵抗による損失もな
いため変換効率の面でも有利です。ただし , 過電流検出値 (ILIM) が同期整流側 FET のオン抵抗の変動・バラツキの影響を受
けますので , 最大負荷電流 (IOMAX) に対し十分にマージンを確保してください。
過電流検出値の算出では , カレントセンス
抵抗値 (RS) を同期整流側 FET のオン抵抗 (RON) に置き換えてください。
また , 過飽和保護機能は利用できません。LSAT 端子を VB 端子に接続してください。
DS04–27269–3
33
MB39A130A
①過飽和保護 , 過電流保護機能を利用する場合
過電流検出値 (ILIM) , 過飽和検出電流値 (ILSAT) 電流の各設定抵抗値は下式から算出してください。
KLIM = 4 × RS × ( ILIM −
R3
R1 + R2 + R3
= KLIM,
ΔIL
2
) , KLIM’ = 4 × RS × ( ILIM’ −
ΔIL
2
) , KLSAT = 4 × RS × ( ILSAT −
ΔIL
2
R2 + R3
R1 + R2 + R3
R1 × 10-5 × KLIM’
= KLSAT,
+
= KLIM’
R3
2.5
R1 + R2 + R3
100 × 103 ≧ R1 + R2 + R3 ≧ 30 × 103
CLSAT≈
5
fOSC × R1//(R2+R3)
ILIM
ILIM’
ILSAT
ΔIL
RS
IOMAX
CLSAT
fOSC
:過電流検出値 [A] (2 × IOMAX ≧ ILIM ≧ 1.5 × IOMAX を目安 )
:過飽和検出後電流検出値 [A] (ILIM’ ∼
∼ 1.2 × IOTYP を目安 )
2.5 × ΔIL
:過飽和検出電流値 [A] (ILSAT ≧ 1.5 × ILIM −
を目安 )
2
:インダクタのリップル電流ピークピーク値 [A]
:カレントセンス抵抗値 [Ω]
:最大負荷電流 [A]
:LSAT 端子接続コンデンサ値 [F]
:発振周波数 [Hz]
VREF
R1
CLSAT
LSAT
R2
ILIM
R3
34
DS04–27269–3
)
MB39A130A
②過電流保護機能のみ利用する場合
過飽和保護機能を無効とするため LSAT 端子を VB 端子に接続してください。
過電流検出値は ILIM 端子に接続する抵抗値により設定できます。
各抵抗値は下式から算出してください。
R1 = (
ΔIL
1
− 1) × R2, KLIM = 4 × RS × ( ILIM −
KLIM
2
)
100 × 103 ≧ R1 + R2 ≧ 30 × 103
ILIM
ΔIL
RS
:過電流検出値 [A]
:インダクタのリップル電流ピークピーク値 [A]
:カレントセンス抵抗値 [Ω]
VB
VREF
LSAT
R1
ILIM
R2
また過電流検出値を内部設定とする場合は , ILIM 端子を VB 端子に接続してください。
この設定では過電流検出値 (ILIM) を設定する抵抗が不要となります。
内部設定での過電流検出値 (ILIM) は下式から算出してください。
ILIM =
ΔIL
0.05
+
RS
2
ILIM
ΔIL
RS
DS04–27269–3
:過電流検出値 [A]
:インダクタのリップル電流ピークピーク値 [A]
:カレントセンス抵抗値 [Ω]
35
MB39A130A
許容損失・熱設計について
本 IC は高効率のためほとんどの場合検討は不要ですが,高電源電圧 , 高発振周波数 , 高負荷 , 高温での使用では検討の
必要があります。
IC 内部損失 (PIC) は下式から算出してください。
PIC = VCC × (ICC + Qg × fOSC)
PIC
VCC
ICC
Qg
fOSC
:IC 内部損失 [W]
:電源電圧 [V] (VIN)
:電源電流 [A] (2.2mA Max)
:全スイッチング FET 総電荷量 [C] (Vgs = 5V での合計 )
:発振周波数 [Hz]
ジャンクション温度 (Tj) は下式から算出してください。
Tj = Ta + θja × PIC
Tj
Ta
θja
PIC
:ジャンクション温度 [ °C] ( + 125 °C Max)
:動作周囲温度 [ °C]
:TSSOP-24 パッケージ熱抵抗 ( + 76 °C/ W)
:IC 内部損失 [W]
VB レギュレータについて
VCC-VB 電位差が十分にない条件では , VB レギュレータの出力オン抵抗 , 負荷電流 ( 外付け FET 全ゲート駆動電流の
平均電流 , 内部 IC の負荷電流 ) により , VB 電圧の低下が起こります。VB 電圧が低下し , 低電圧誤動作防止回路のスレッ
ショルド電圧 (VTHL) に達した場合 , スイッチング動作を停止します。
そのため , 本 IC を使用する際には VB レギュレータの入出力電位差 , もしくは発振周波数 , 外付け FET を下式を目安に
設定してください。入出力電位差が十分でない条件で使用される場合は , 通常動作時 , 起動時 , 切断時の動作を実機にて十
分確認してください。
VIN ≧ VB (VTHL) + (Qg × fOSC + ICC) × RVB
VIN
VB (VTHL)
Qg
fOSC
ICC
RVB
36
:電源電圧 [V]
:低電圧誤動作防止回路のスレッショルド電圧= 3.5 [V] Max
:外付け FET のゲート電荷量の合計 [C]
:発振周波数 [Hz]
:電源電流= 3 × 10-3 [A] ( ≒ VB (LDO) の負荷電流 )
:出力オン抵抗= 100 [Ω] (VIN = 4.5V 時 参考値 )
DS04–27269–3
MB39A130A
[2] 部品の選定
平滑インダクタの選択
インダクタンス値は , おおまかな目安として , インダクタのリップル電流ピークピーク値が最大負荷電流の 50 [%] 以下
となるような値を選択してください。
この場合のインダクタンス値は下式から算出してください。
L≧
VO
VIN − VO
×
LOR × IOMAX
VIN × fOSC
L
IOMAX
LOR
VIN
VO
fOSC
:インダクタンス値 [H]
:最大負荷電流 [A]
:インダクタのリップル電流ピークピーク値 - 最大負荷電流比 (0.5)
:スイッチング系電源電圧 [V]
:出力設定電圧 [V]
:発振周波数 [Hz]
インダクタに流れる電流が定格値以内であるかを判断するためにインダクタに流れる最大電流値を求めてください。イ
ンダクタの最大電流値は下式から算出してください。
ILMAX ≧ IoMAX +
ΔIL =
ΔIL
2
VO
VIN − VO
×
L
VIN × fOSC
ILMAX
IoMAX
ΔIL
L
VIN
VO
fOSC
:インダクタの最大電流値 [A]
:最大負荷電流 [A]
:インダクタのリップル電流ピークピーク値 [A]
:インダクタンス値 [H]
:スイッチング系電源電圧 [V]
:出力設定電圧 [V]
:発振周波数 [Hz]
インダクタ電流
IL MAX
I OMAX
0
DS04–27269–3
ΔIL
時間
37
MB39A130A
スイッチング FET の選択
スイッチング FET に流れる電流が定格値以内であるかを判断するためにスイッチング FET に流れる最大電流値を求め
てください。スイッチング FET の最大電流値は下式から算出してください。
ID = IoMAX +
ID
IOMAX
ΔIL
ΔIL
2
:ドレイン電流 [A]
:最大負荷電流 [A]
:インダクタのリップル電流ピークピーク値 [A]
またスイッチング FET の許容損失が定格値以内であるかを判断するためにスイッチング FET の損失を求めてください。
スイッチング FET の導通損失は下式から算出してください。
メイン側 FET 導通損失
PRON = IoMAX2 × RON ×
PRON
IOMAX
VIN
VO
RON
VO
VIN
:メイン側 FET 導通損失 [W]
:最大負荷電流 [A]
:スイッチング系電源電圧 [V]
:出力設定電圧 [V]
:メイン側 FET オン抵抗 [Ω]
同期整流側 FET 導通損失
PRON = IoMAX2 × RON × (1 −
PRON
IOMAX
VIN
VO
RON
VO
) VIN
:同期整流側 FET 導通損失 [W]
:最大負荷電流 [A]
:スイッチング系電源電圧 [V]
:出力設定電圧 [V]
:同期整流側 FET オン抵抗 [Ω]
スイッチング FET のゲート駆動電力は IC 内部の LDO から供給される関係上 , すべてのスイッチング FET 許容最大総
電荷量 (QgTotalMax) を下式から算出してください。
QgTotalMax ≦
30000
fOSC
QgTotalMax
fOSC
38
:すべてのスイッチング FET 許容最大総電荷量 [nC]
:発振周波数 [kHz]
DS04–27269–3
MB39A130A
フライバックダイオードの選択
極力順方向電圧 (Vf) の小さなショットキーバリアダイオード (SBD) を選定してください。
本 DC/DC 制御 IC は同期整流方式を採用しているためフライバックダイオードに電流が流れる時間は同期整流期間
(50 ns × 2) に限られます。これは例えば発振周波数が 600 kHz の場合 , 電流の流れる時間比率は 6% に過ぎません。よって
フライバックダイオードの電流はせん頭順サージ電流 (IFSM) の定格を超えないものを選定してください。フライバックダ
イオードのせん頭順サージ電流定格は下式から算出してください。
IFSM ≧ IoMAX +
IFSM
IOMAX
ΔIL
ΔIL
2
:SBD のせん頭順サージ電流定格 [A]
:最大負荷電流 [A]
:インダクタのリップル電流ピークピーク値 [A]
(注意事項)ショットキーバリアダイオード (SBD) の順方向電圧 (Vf) 値が高く , DC/DC 出力の負荷電流が大きいと , 保護
機能の誤検出による出力停止を引き起こすことがあります。この場合 , 順方向電圧の小さなショットキーバ
リアダイオード (SBD) へ変更することで対策可能です。
DS04–27269–3
39
MB39A130A
出力コンデンサの選択
本 IC が安定動作するために , ある程度の ESR が必要です。出力コンデンサにはタンタルコンデンサや高分子キャパシタ
を使用してください。セラミックコンデンサのような低 ESR 品の使用は , 直列に抵抗を接続し等価的に ESR を増やすこと
で対応可能です。
出力コンデンサに必要な ESR は下式から算出してください。
ΔVO
ΔIL
ESR ≧
ESR
ΔVO
ΔIL
:出力コンデンサの直列抵抗成分 [Ω]
:出力リップル電圧 [V]
:インダクタのリップル電流ピークピーク値 [A]
出力コンデンサ値は以下の条件を目安に選定してください。
CO ≧
1
4 × fOSC × ESR
CO
fOSC
ESR
:出力コンデンサ値 [F]
:発振周波数 [Hz]
:出力コンデンサの直列抵抗成分 [Ω]
かつ , 出力電圧許容オーバシュ−ト量と 出力電圧許容アンダシュ−ト量から出力コンデンサ値は下記式も満たす必要
があります。下記式は電流スルーレートが∞時で , 負荷急変が最も急峻な場合を想定したワースト条件です。実際はスルー
レートが∞より小さく , 必要な出力コンデンサ値は下式から求められるものよりも小さなもので対応可能です。
CO ≧
ΔIO2 × L
・・・オーバシュ−ト条件
2 × VO × ΔVO_OVER
CO ≧
ΔIO2 × L × (VO + VIN × fOSC × 480 × 10-9)
・・・アンダシュート条件
2 × VO × ΔVO_UNDER × (VIN − VO − VIN × fOSC × 480 × 10-9)
CO
:出力コンデンサ値 [F]
ΔVO_OVER :出力電圧許容オーバシュート量 [V]
ΔVO_UNDER :出力電圧許容アンダシュート量 [V]
Δ IO
:負荷急変電流差 [A]
L
VIN
VO
fOSC
:インダクタ値 [H]
:電源電圧 [V]
:出力設定電圧 [V]
:発振周波数 [Hz]
(注意事項)コンデンサは周波数 , 使用温度 , バイアス電圧特性などを有しており , 使用条件により実効容量値が極端に小
さくなることがあります。ご注意ください。
出力コンデンサの許容リップル電流は下式から算出してください。
Irms ≧
ΔIL
2 3
Irms
ΔIL
40
:許容リップル電流 ( 実効値 ) [A]
:インダクタのリップル電流ピークピーク値 [A]
DS04–27269–3
MB39A130A
入力平滑コンデンサの選択
入力コンデンサは極力 ESR が小さいものを選択してください。セラミックコンデンサが理想です。
セラミックコンデンサでは対応できない大容量コンデンサの採用が必要な場合は ESR の低い高分子キャパシタやタン
タルコンデンサを使用してください。
必要な入力コンデンサ値は下式を目安に算出してください。
VO × CO
VIN
CIN ≧
CIN
CO
VO
VIN
:入力コンデンサ値 [F]
:出力コンデンサ値 [F]
:出力電圧 [V]
:スイッチング系電源電圧 [V]
スイッチング系電源と入力コンデンサの間にノイズフィルタとしてインダクタを接続し , このインダクタと入力コンデ
ンサのカットオフ周波数が発振周波数よりも低く設定される場合は , DC/DC のスイッチング動作によるリップル電圧が
発生します。この場合は , 許容可能なリップル電圧からも入力コンデンサの下限値を検討してください。
スイッチング系電源のリップル電圧は簡易的に下式から算出してください。
ΔVIN =
ΔIL
IOMAX
VO
)
×
+ ESR × (IOMAX +
CIN
2
VIN × fOSC
ΔVIN
IOMAX
CIN
VIN
VO
fOSC
ESR
ΔIL
:スイッチング系電源リップル電圧ピークピーク値 [V]
:負荷電流最大値 [A]
:入力コンデンサ値 [F]
:スイッチング系電源電圧 [V]
:出力設定電圧 [V]
:発振周波数 [Hz]
:入力コンデンサの直列抵抗成分 [Ω]
:インダクタのリップル電流ピークピーク値 [A]
(注意事項)コンデンサは周波数特性 , 温度特性 , バイアス電圧特性などを有しており , 使用条件により実効値が極端に小
さくなることがあります。使用条件での実効値にご注意ください。
許容リップル電流の定格があるコンデンサを使用する場合はリップル電流の検討が必要です。
リップル電流は下式から算出してください。
Irms ≧ IOMAX ×
Irms
IOMAX
VIN
VO
DS04–27269–3
VO × (VIN − VO)
VIN
:許容リップル電流 [A] ( 実効値 )
:負荷電流最大値 [A]
:スイッチング系電源電圧 [V]
:出力設定電圧 [V]
41
MB39A130A
カレントセンス抵抗
インダクタ電流とカレントセンス抵抗によるリップル電圧 (ΔVRs) が 100 mV 程度となるのを目安に選定してください。
抵抗値は下式から算出してください。
ΔVRs
RS ≧
ΔIL
ILIM −
RS
ΔVRs
ILIM
ΔIL
2
:カレントセンス抵抗値 [Ω] ( もしくは同期整流側 FET のオン抵抗 (RON) )
:カレントセンス抵抗によるリップル電圧値 [V] (100 mV 程度を目安推奨 )
:電流制限値 [A]
:インダクタのリップル電流ピークピーク値 [A]
カレントセンス抵抗の電力損失は許容損失を超えないように選定してください。
カレントセンス抵抗電力損失= RS × IOMAX2 × (1 − VO / VIN) [W]
RS
IOMAX
VIN
VO
:カレントセンス抵抗値 [Ω] ( もしくは同期整流側 FET のオン抵抗 (RON) )
:負荷電流最大値 [A]
:スイッチング系電源電圧 [V]
:出力設定電圧 [V]
ブートストラップダイオード
極力順方向電流の小さなショットキーバリアダイオード (SBD) を選定してください。
ブートストラップダイオードにはメイン側 FET のゲートを駆動する電流が流れます。
その平均電流は下式から算出してください。電流定格が越えないように選定してください。
ID ≧ QG × fOSC
ID
QG
fOSC
:順方向電流 [A]
:メイン側 FET のゲート全電荷量 [C]
:発振周波数 [Hz]
ブートストラップコンデンサ
メイン側 FET のゲートを駆動するためにはブートストラップコンデンサに十分な電荷が蓄えられている必要がありま
す。そのため , 目安としてメイン側 FET の Qg に対して約 10 倍の電荷を蓄えられる容量値を最低値とし , ブートストラッ
プコンデンサを選定してください。
CBOOT ≧ 0.002 × Qg
CBOOT
Qg
:ブートストラップコンデンサ値 [μF]
:メイン側 FET のゲート電荷量 [nC]
VB 端子のコンデンサ
2.2 μF を標準としていますが , 使用するスイッチング FET の Qg が大きい場合に調整が必要です。
メイン側 FET のゲートを駆動するためにはブートストラップコンデンサに十分な電荷が蓄えられている必要がありま
す。そのため , 目安としてスイッチング FET の Qg 合計に対して約 100 倍の電荷を蓄えられる容量値を最低値とし , 選定し
てください。
またコンデンサの変更により CTL ON 時にオーバシュートが発生する場合があります。
このオーバシュートは DC/DC 動作に影響するものではありませんが , VB 端子の定格を越えないことをご確認のうえ , 適
用してください。
CVB ≧ 0.02 × Qg
CVB
Qg
42
:VB 端子コンデンサ値 [μF]
:スイッチング FET のゲート電荷量の合計 [nC]
DS04–27269–3
MB39A130A
ソフトスタート時間設定方法
IC 起動時の突入電流防止のため , CS 端子にソフトスタート用コンデンサ (CS) を接続することで , ソフトスタート時間
を設定できます。
CTL 端子を "H" レベルにし , IC が起動すると VB 端子に外付けされたバイアス電圧出力コンデンサ CVB に充電を開始し
VB ≧ UVLO_VB のスレッショルド電圧に到達すると VREF 端子に外付けされた基準電圧出力コンデンサ CREF に充電を
開始します。VREF ≧ UVLO_VREF のスレッショルド電圧に到達すると CS 端子に外付けされたソフトスタート用コンデ
ンサ (CS) に 5 μA で充電を開始します。
Error Comp. 出力は 2 つの非反転入力端子 (INTREF, CS 端子電圧 ) のうちいずれか低い電位と反転入力端子電圧 (INTFB)
との比較により決定されますので , ソフトスタート期間中 (CS 端子電圧< INTREF) の Error Comp. 出力は INTFB 電圧と
CS 端子電圧の比較により決定され , DC/DC コンバータ出力電圧は CS 端子に外付けされたソフトスタートコンデンサへ
の充電により CS 端子電圧に比例して上昇します。なお , ソフトスタート時間は下式から算出してください。
ts ≒ 0.22 × INTREF × CS × 106
ts
:ソフトスタート時間 [S] ( 出力 100% になるまでの時間 )
INTREF :Error Comp. 基準電圧 [V]
CS
:CS 端子コンデンサ値 [F]
(注意事項)CTL 端子を "H" から "L" にすると , VO 端子に接続された IC 内部 SW(RON ≒ 16 Ω)が ON になり出力を放
電します。出力電圧が 0.3 V を下回ると IC はシャットダウンします。
また , ソフトスタート開始時間は下式から算出してください。
tds ≒
3
(80 + 4.50 × 104 × CVB 5 )
× (9.40 × 10-5 × VCC4 − 6.36 × 10-3 × VCC3 + 1.57 × 10-1 × VCC2 − 1.66 × VCC + 7.30) + 15.0
tds
VCC
CVB
:ソフトスタート開始時間 [ns] ( ソフトスタートが開始するまでの時間 )
:電源電圧 [V] ( = VIN [V])
:VB コンデンサ値 [F]
≒ 2.5V
CS 端子電圧= INTREF
Error Comp. 基準電圧
≒ 0V
ソフトスタート時間 (ts)
IC スタンバイ
VO 端子電圧
≒ 0.3V
VREF 端子
VB 端子
H
CTL 信号
L
ソフトスタート開始時間 (tds)
DS04–27269–3
t
43
MB39A130A
複数個 IC の同時動作について
複数個の MB39A130A を用いてシステムに様々な電源電圧を供給するような構成をする場合 , 電源の投入切断シーケン
スを制御する必要があります。その場合 , 下図のような接続をすることで , 電源オン • オフ時に複数個の同じタイミングで
のソフトスタート / ディスチャージ動作を実現できます。なお NMOS SW によりディスチャージ動作を行うため , CTL 切
断後の出力低下割合は各出力の設定により異なります。
<接続例 1 > ソフトスタート時間を合わせる場合
ソフトスタート時間をあわせる場合は , 各 IC の Error Comp. の基準電圧を同一にしてください。
例えば , 各 IC の REFIN 端子 (2 ピン ) をすべて GND にショートしてください。
DC/DC 1 : Vo = 2.0 V 設定
4:CS
Vo:23
104 kΩ
V
FB:24
MB39A130 A
CTL
8:CTL
< DC/DC 1 >
56 kΩ
REFIN:2
2.0 V
Vo
1.5 V
DC/DC 2 : Vo = 1.5 V 設定
4:CS
< DC/DC 2 >
Vo:23
64 kΩ
FB:24
MB39A130A
CTL
56 kΩ
8:CTL
REFIN:2
t
CS
<接続例 2 > ソフトスタート傾斜を揃える場合
ソフトスタート時の各 IC の出力電圧の傾斜を揃える場合 , 各 IC の出力電圧設定抵抗比を同一にし , Error Comp. の基準
電圧の調整により出力電圧を調整してください。
DC/DC 1 : Vo = 2.0 V 設定
4:CS
Vo:23
64 kΩ
V
FB:24
MB39A130A
CTL
8:CTL
REFIN:2
< DC/DC 1 >
56 kΩ
2.0 V
(1.167 V) Vo
1.5 V
< DC/DC 2 >
DC/DC 2 : Vo = 1.5 V 設定
4:CS
Vo:23
64 kΩ
FB:24
MB39A130A
CTL
56 kΩ
8:CTL
REFIN:2
t
CS
44
DS04–27269–3
MB39A130A
レイアウトについて
下記点に配慮しレイアウト設計を行ってください。
・ IC 搭載面には極力 GND プレーンを設けてください。スイッチング系部品の GND 端子 , VCC 端子および VB 端子に接
続するバイパスコンデンサ , IC の PGND 端子をスイッチング系 GND (PGND) へ , その他の GND 接続端子は制御系 GND
(AGND) へ接続し , 各 GND を分離し , 制御系 GND (AGND) には大電流のパスが通らないよう極力努めてください。そ
の際 , 制御系 GND (AGND) とスイッチング系 GND (PGND) は IC の GND (PGND) 1 点で接続してください。
・ スイッチング系部品の接続は極力表層で行い , スルーホールを介しての接続を極力避けてください。
・ スイッチング系部品の GND 端子は直近にスルーホールを設け内層の GND へ接続してください。
・ 入力コンデンサ (CIN) , スイッチング FET, フライバックダイオードで構成されるループには最も気を使い電流ループが
極力小さくなるよう配慮してください。
・ ブートストラップコンデンサは極力 IC の CB, LX 端子直近に配置してください。
・ スイッチング FET のゲートへ接続する OUT-1, OUT-2 端子のネットは瞬間的に大きな電流が流れます。0.8 mm 程度の配
線幅を目安とし , 極力短く配線してください。
・ VREF, VCC, VB 端子に接続するバイパスコンデンサおよび RT 端子に接続する抵抗は極力端子に近づけて配置してく
ださい。
またバイパスコンデンサの GND 端子は直近にスルーホールにて内層の GND へ接続してください。
・ + INC, − INC 端子は非常にノイズに敏感なため , カレントセンスの役割をする素子の端子直近から個別で引き出し ,
お互いを近づけてリモートセンシング ( ケルビン接続 ) にて配線してください。
またスイッチング系部品から極力遠ざけるよう配慮願います。
・ 出力コンデンサの ESR により発生するリップル電圧をより正確に IC にフィードバックできるよう , IC の VO 端子に接
続するフィードバック線は , 極力出力コンデンサ端子直近から個別で引き出してください。
VO, FB 端子に接続するネッ
トはノイズに敏感なためスイッチング系部品から極力遠ざけるよう配慮願います。 また , このネットに接続される出
力電圧設定抵抗は極力 IC の近くに配置し , FB 端子のネットが極力短くなるよう努め , また , 出力電圧設定抵抗搭載箇
所直下の内層はリップル , スパイクノイズの少ない制御系 GND (AGND) もしくは電源電圧のプレーンを極力設けてく
ださい。
スイッチング系部品: 入力コンデンサ (CIN) , スイッチング FET, フライバックダイオード (SBD) , インダクタ (L) ,
カレントセンサ (Rs) , 出力コンデンサ (Co)
GND 配置例
出力電圧設定
抵抗配置
スイッチング FET
SW 系部品配置例
AGND
1pin
VIN
CIN
PGND
SBD
PGND
Co
L
Rs
Vo
AGND
PGND
GND と PGND を一点で接続
表層
DS04–27269–3
+ INC, − INC へ
スルーホール
VO へ
内層
45
MB39A130A
■ 参考データ
変換効率 - 負荷電流
変換効率 - 負荷電流
100
100
95
95
90
変換効率 η (%)
VO = 1.2 V
85
80
75
70
VCC = 15 V
RT = 43 kΩ
65
発振周波数 fosc (kHz)
60
0
1
VO = 2.5 V
85
80
75
70
VCC = 15 V
RT = 43 kΩ
65
2
60
3
0
発振周波数 - 負荷電流
発振周波数 - 負荷電流
600
450
500
VO = 1.2 V
350
250
VCC = 15 V
RT = 43 kΩ
0
2
負荷電流 IO (A)
550
150
1
負荷電流 IO (A)
発振周波数 fosc (kHz)
変換効率 η (%)
90
1
2
3
VO = 2.5 V
400
300
VCC = 15 V
RT = 43 kΩ
200
3
0
1
負荷電流 IO (A)
負荷電流 IO (A)
出力電圧 - 負荷電流
出力電圧 - 負荷電流
1.32
3
2
2.8
1.29
2.7
出力電圧 VO (V)
出力電圧 VO (V)
1.26
1.23
1.2
1.17
1.14
1.08
0
1
負荷電流 IO (A)
2
2.5
2.4
VCC = 15 V
RT = 43 kΩ
2.3
VCC = 15 V
RT = 43 kΩ
1.11
2.6
3
2.2
0
1
2
3
負荷電流 IO (A)
(続く)
46
DS04–27269–3
MB39A130A
変換効率 - 負荷電流特性
出力電圧 - 負荷電流特性
3.6
100
95
3.5
85
80
75
VCC=VBIN=5V
Vo=3.3V 設定
RT=GND
FSW=VREF
70
65
60
0
1
2
3
負荷電流 IO (A)
出力電圧 Vo (V)
変換効率 η (%)
90
3.4
3.3
3.2
VCC=VBIN=5V
Vo=3.3V 設定
RT=GND
FSW=VREF
3.1
3
0
1
2
3
負荷電流 IO (A)
発振周波数 - 負荷電流特性
500
発振周波数 fosc (kHz)
450
400
350
300
250
VCC=VBIN=5V
Vo=3.3V 設定
RT=GND
FSW=VREF
200
150
100
0
1
2
3
負荷電流 IO (A)
(続く)
DS04–27269–3
47
MB39A130A
(続き)
CTL 停止波形
CTL 起動波形
200 μs/div
1 ms/div
CTL : 5 V/div
CTL : 5 V/div
VO : 1 V/div
VO : 1 V/div
LX : 10 V/div
LX : 10 V/div
VIN = 15 V, RT = 43 kΩ, Ta = +25 °C, VO = 1.2 V
ソフトスタート設定時間 = 3.1 ms, IO = 3 A (0.4 Ω)
VIN = 15 V, RT = 43 kΩ, Ta = +25 °C,
VO = 1.2 V, IO = 3 A (0.4 Ω)
出力過電流波形 (UVP 無効 )
出力過電流波形 (UVP 有効 )
VO : 0.5 V/div
100us/div
VO : 0.4 V/div
IO : 2 A/div
IO : 2 A/div
1 ms/div
LX : 10 V/div
LX : 10 V/div
通常動作
過電流保護
低電流保護
VIN = 15 V ,VO = 1.2 V, RT = 43 kΩ, Ta = +25 °C
通常動作
通常動作
VIN = 15 V, RT = 43 kΩ, VO = 1.2 V, CUVP = GND,
Ta = +25 °C
動的出力電圧遷移波形
2.5 V
過電流保護
負荷急変波形
VO : 50 mV/div (1.2 V offset)
1.2 V
VO : 0.5 V/div
1.46 V
IO : 2 A/div
3A
VREFIN : 0.5 V/div
0.7 V
100 μs/div
500 μs/div
VIN = 15 V, IO = 0 A, RT = 43 kΩ, Ta = +25 °C
48
0A
VIN = 15 V, VO = 1.2 V
3 A, RT = 43 kΩ, Ta = +25 °C
IO = 0
DS04–27269–3
MB39A130A
■ 使用上の注意
1. 最大定格以上の条件に設定しないでください。
最大定格を超えて使用した場合 , LSI の永久破壊となることがあります。
また , 通常動作では , 推奨動作条件下で使用することが望ましく , この条件を超えて使用すると LSI の信頼性に悪影響
をおよぼすことがあります。
2. 推奨動作条件でご使用ください。
推奨動作条件は , LSI の正常な動作を保証する推奨値です。
電気的特性の規格値は , 推奨動作条件範囲内および各項目条件欄の条件下において保証されます。
3. プリント基板のアースラインは , 共通インピーダンスを考慮し , 設計してください。
4. 静電気対策を行ってください。
・ 半導体を入れる容器は , 静電気対策を施した容器か , 導電性の容器をご使用ください。
・ 実装後のプリント基板を保管・運搬する場合は , 導電性の袋か , 容器に収納してください。
・ 作業台,工具,測定機器は , アースを取ってください。
・ 作業する人は , 人体とアースの間に 250 kΩ ∼ 1 MΩ の抵抗を直列に入れたアースをしてください。
5. 負電圧を印加しないでください。
− 0.3 V 以下の負電圧を印加した場合 , LSI に寄生トランジスタが発生し誤動作を起こすことがあります。
DS04–27269–3
49
MB39A130A
■ オーダ型格
型格
パッケージ
MB39A130APFT
プラスチック・TSSOP, 24 ピン
(FPT-24P-M09)
備考
■ 評価ボードオーダ型格
50
EV ボード型格
EV ボード版数
MB39A130A-EVB-02
MB39A130AEVB-02 Rev3.0
備考
DS04–27269–3
MB39A130A
■ RoHS 指令に対応した品質管理 ( 鉛フリーの場合 )
富士通セミコンダクターの LSI 製品は , RoHS 指令に対応し , 鉛・カドミウム・水銀・六価クロムと , 特定臭素系難燃剤 PBB
と PBDE の基準を遵守しています。この基準に適合している製品は , 型格に "E1" を付加して表します。
■ 製品捺印 ( 鉛フリーの場合 )
INDEX
DS04–27269–3
鉛フリー表示
51
MB39A130A
■ 製品ラベル ( 鉛フリーの場合の例 )
鉛フリー表示
JEITA 規格
MB123456P - 789 - GE1
(3N) 1MB123456P-789-GE1
1000
(3N)2 1561190005 107210
JEDEC 規格
G
Pb
QC PASS
PCS
1,000
MB123456P - 789 - GE1
2006/03/01
ASSEMBLED IN JAPAN
MB123456P - 789 - GE1
1/1
0605 - Z01A
1000
1561190005
鉛フリー型格は末尾に「E1」あり。
52
中国で組立てられた製品のラベルには
「ASSEMBLED IN CHINA」と表記され
ています。
DS04–27269–3
MB39A130A
■ MB39A130APFT 推奨実装条件
【弊社推奨実装条件】
項目
内容
実装方法
IR( 赤外線リフロー ), 温風リフロー
実装回数
2回
保管期間
開梱前
製造後 2 年以内にご使用ください。
開梱∼ 2 回目リフロー迄の
保管期間
8 日以内
開梱後の保管期間を
超えた場合
ベーキング (125 °C ± 3 °C, 24hrs+2H/-0H) を
実施の上 , 8 日以内に処理願います。
ベーキングは 2 回まで可能です。
5 °C ∼ 30 °C, 70%RH 以下 ( できるだけ低湿度 )
保管条件
【実装方法の各条件】
(1) IR ( 赤外線リフロー )
260°C
255°C
本加熱
170 °C
~
190 °C
(b)
RT
(c)
(d)
(d')
(a)
H ランク:260 °C Max
(a) 温度上昇勾配
(b) 予備加熱
(c) 温度上昇勾配
(d) ピーク温度
(d’) 本加熱
(e) 冷却
(e)
:平均 1 °C/s ∼ 4 °C/s
:温度 170 °C ∼ 190 °C, 60 s ∼ 180 s
:平均 1 °C/s ∼ 4 °C/s
:温度 260 °C Max
255 °C up 10 s 以内
:温度 230 °C up 40 s 以内
or
温度 225 °C up 60 s 以内
or
温度 220 °C up 80 s 以内
:自然空冷または強制空冷
(注意事項)パッケージボディ上面温度を記載
(2) 推奨手半田付け条件 ( 部分加熱法 )
項目
保管期間
内容
開梱前
製造後 2 年以内
開梱後∼実装までの
保管期間
製造後 2 年以内
( 部分加熱の為 , 保管期間の吸湿管理不要 )
保管条件
5 °C ∼ 30 °C, 70%RH 以下 ( できるだけ低湿度 )
実装条件
コテ先温度 :Max.400 °C
時間 :5 秒以内 / ピン *
*:パッケージボディにコテ先が触れないこと
DS04–27269–3
53
MB39A130A
■ パッケージ・外形寸法図
プラスチック・TSSOP, 24 ピン
リードピッチ
0.50 mm
パッケージ幅×
パッケージ長さ
4.40 mm × 6.50 mm
リード形状
ガルウィング
封止方法
プラスチックモールド
取付け高さ
1.20 mm MAX
質量
0.08 g
(FPT-24P-M09)
プラスチック・TSSOP, 24 ピン
(FPT-24P-M09)
注 1)端子幅および端子厚さはメッキ厚を含む。
注 2)端子幅はタイバ切断残りを含まず。
注 3)# 印寸法はレジン残りを含まず。
# 6.50±0.10(.256±.004)
0.145±0.045
(.0057±.0018)
24
13
BTM E-MARK
# 4.40±0.10 6.40±0.20
(.173±.004) (.252±.008)
INDEX
Details of "A" part
+0.10
1.10 –0.15
+.004
(Mounting height)
.043 –.006
1
12
0.50(.020)
"A"
+0.07
0.20 –0.02
.008
+.003
–.001
0.13(.005)
M
0~8°
0.60±0.15
(.024±.006)
0.10±0.05
(Stand off)
(.004±.002)
0.10(.004)
C
2007-2010 FUJITSU SEMICONDUCTOR LIMITED F24032S-c-2-4
単位:mm (inches)
注意:括弧内の値は参考値です。
最新の外形寸法図については , 下記 URL にてご確認ください。
http://edevice.fujitsu.com/package/jp-search/
54
DS04–27269–3
MB39A130A
MEMO
DS04–27269–3
55
MB39A130A
富士通セミコンダクター株式会社
〒 222-0033
神奈川県横浜市港北区新横浜 2-10-23 野村不動産新横浜ビル
http://jp.fujitsu.com/fsl/
電子デバイス製品に関するお問い合わせ先
0120-198-610
受付時間 : 平日 9 時∼ 17 時 ( 土・日・祝日 , 年末年始を除きます )
携帯電話・PHS からもお問い合わせができます。
※電話番号はお間違えのないよう , お確かめのうえおかけください。
本資料の記載内容は , 予告なしに変更することがありますので , ご用命の際は営業部門にご確認ください。
本資料に記載された動作概要や応用回路例は , 半導体デバイスの標準的な動作や使い方を示したもので , 実際に使用する機器での動作を保証するも
のではありません。従いまして , これらを使用するにあたってはお客様の責任において機器の設計を行ってください。これらの使用に起因する損害な
どについては , 当社はその責任を負いません。
本資料に記載された動作概要・回路図を含む技術情報は , 当社もしくは第三者の特許権 , 著作権等の知的財産権やその他の権利の使用権または実施
権の許諾を意味するものではありません。また , これらの使用について , 第三者の知的財産権やその他の権利の実施ができることの保証を行うもので
はありません。したがって , これらの使用に起因する第三者の知的財産権やその他の権利の侵害について , 当社はその責任を負いません。
本資料に記載された製品は , 通常の産業用 , 一般事務用 , パーソナル用 , 家庭用などの一般的用途に使用されることを意図して設計・製造されてい
ます。極めて高度な安全性が要求され , 仮に当該安全性が確保されない場合 , 社会的に重大な影響を与えかつ直接生命・身体に対する重大な危険性を
伴う用途(原子力施設における核反応制御 , 航空機自動飛行制御 , 航空交通管制 , 大量輸送システムにおける運行制御 , 生命維持のための医療機器 , 兵
器システムにおけるミサイル発射制御をいう), ならびに極めて高い信頼性が要求される用途(海底中継器 , 宇宙衛星をいう)に使用されるよう設計・
製造されたものではありません。したがって , これらの用途にご使用をお考えのお客様は , 必ず事前に営業部門までご相談ください。ご相談なく使用
されたことにより発生した損害などについては , 責任を負いかねますのでご了承ください。
半導体デバイスはある確率で故障が発生します。当社半導体デバイスが故障しても , 結果的に人身事故 , 火災事故 , 社会的な損害を生じさせないよ
う , お客様は , 装置の冗長設計 , 延焼対策設計 , 過電流防止対策設計 , 誤動作防止設計などの安全設計をお願いします。
本資料に記載された製品を輸出または提供する場合は , 外国為替及び外国貿易法および米国輸出管理関連法規等の規制をご確認の上 , 必要な手続き
をおとりください。
本書に記載されている社名および製品名などの固有名詞は , 各社の商標または登録商標です。
編集 プロモーション推進部
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