2.2 MB

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
DS04–27265–6
ASSP 電源用 (2 次電池用 )
Li イオン電池充電用同期整流
DC/DC コンバータ IC
MB39A132
■ 概要
MB39A132 は , パルス幅変調方式 (PWM 方式 ) の Li イオン電池充電用同期整流 DC/DC コンバータ IC です。充電電圧・
充電電流を独立して制御でき , N-ch MOS ドライブに対応しています。MB39A132 は , ダウンコンバージョンに適していま
す。
DC/DC コンバータ制御部とは独立した AC アダプタ検出コンパレータを内蔵し , システムへの電圧供給源を制御できま
す。広い入力電圧範囲に対応 , スタンバイモード時低消費電流を実現 , 高精度に充電電圧・充電電流を制御でき , ノートパ
ソコンなどの内蔵 Li イオン電池充電器に最適です。
■ 特長
・ 2, 3, 4 Cell 電池パックに対応
・ 2 つの定電流制御ループを内蔵
・ AC アダプタ検出機能内蔵 (ACOK 端子 )
・ 充電電圧設定精度
:± 0.5%(Ta =+ 25 °C ∼+ 85 °C)
・ 外付け設定抵抗なしでも設定可能な充電電圧制御 (4.00 V/ セル , 4.20V/ セル , 4.35 V/ セル )
外付け抵抗により任意の出力電圧設定も可能
・ 2 つの高精度電流検出アンプ内蔵
:入力オフセット電圧:+ 3 mV
検出精度
:± 1 mV( + INC1, + INC2 = 3 V ∼ VCC)
・ 外付け設定抵抗なしでも設定可能な充電電流制御 (RS = 20 mΩ 時 2.85 A)
外付け抵抗により任意の充電電流設定も可能
・ 外付け抵抗によるスイッチング周波数設定可能 ( 周波数設定コンデンサ内蔵 ):100 kHz ∼ 2 MHz
・ オフタイムコントロール機能内蔵
・ スタンバイモード (ICC = 6 μA 標準 ) 時 , AC アダプタ検出機能のみ動作
・ N-ch MOS FET 対応同期整流式出力段内蔵
・ 低 VCC 端子電圧時充電停止機能内蔵
・ 時間調整が可能なソフトスタート機能内蔵
・ AC アダプタ側電流検出アンプの独立動作機能内蔵
・ パッケージ
:QFN-32
電源 IC オンラインデザインシミュレータ
Easy DesignSim
本製品は , 回路動作や周辺部品をオンライン上で手軽に確認できるシミュレーションツールを提供しています。
下記 , URL よりご利用ください。
http://edevice.fujitsu.com/pmic/jp-easy/?m=ds
Copyright©2008-2013 FUJITSU SEMICONDUCTOR LIMITED All rights reserved
2013.3
MB39A132
■ アプリケーション
・ ノートパソコンなどの内蔵充電器
・ ハンディターミナル
など
■ 端子配列図
CTL2
CB
OUT1
LX
VB
OUT2
PGND
CELLS
(TOP VIEW)
32
31
30
29
28
27
26
25
VCC
1
24 VIN
-INC1
2
23 CTL1
+INC1
3
22 GND
ACIN
4
21 VREF
QFN-32
18 ADJ3
COMP1
8
17 BATT
9
10
11
12
13
14
15
16
COMP3
7
COMP2
ADJ1
ADJ2
19 CS
-INC2
6
+INC2
-INE3
OUTC2
20 RT
OUTC1
5
-INE1
ACOK
(LCC-32P-M19)
2
DS04–27265–6
MB39A132
■ 端子機能説明
端子番号
端子記号
I/O
1
VCC
⎯
機能説明
基準電源 , 制御回路の電源端子です ( 電池側 )。
2
-INC1
I
電流検出増幅器 (Current Amp1) 反転入力端子です。
3
+INC1
I
電流検出増幅器 (Current Amp1) 非反転入力端子です。
4
ACIN
I
AC アダプタ電圧検出部 (AC Comp.) 入力端子です。
5
ACOK
O
AC アダプタ電圧検出部 (AC Comp.) 出力端子です。
ACIN = H:ACOK = Lo-Z, ACIN = L:ACOK = Hi-Z
6
-INE3
I
誤差増幅器 (Error Amp3) 反転入力端子です。
7
ADJ1
I
誤差増幅器 (Error Amp1) 非反転入力端子です。
8
COMP1
O
誤差増幅器 (Error Amp1) 出力端子です。
9
-INE1
I
誤差増幅器 (Error Amp1) 反転入力端子です。
10
OUTC1
O
電流検出増幅器 (Current Amp1) 出力端子です。
11
OUTC2
O
電流検出増幅器 (Current Amp2) 出力端子です。
12
+INC2
I
電流検出増幅器 (Current Amp2) 非反転入力端子です。
13
-INC2
I
電流検出増幅器 (Current Amp2) 反転入力端子です。
14
ADJ2
I
充電電流制御部設定用入力端子です。
ADJ2 端子= GND ∼ 4.4 V :充電電流制御部出力= ADJ2 端子電圧
ADJ2 端子= 4.6 V ∼ VREF :充電電流制御部出力= 1.5 V
15
COMP2
O
誤差増幅器 (Error Amp2) 出力端子です。
16
COMP3
O
誤差増幅器 (Error Amp3) 出力端子です。
17
BATT
I
充電電圧制御部電池電圧入力端子です。
充電電圧制御部設定用入力端子です。
ADJ3 端子= GND
:充電電圧 4.00 V/Cell
ADJ3 端子= 1.1 V ∼ 2.2 V :充電電圧= 2 × ADJ3 端子電圧 /Cell
ADJ3 端子= 2.4 V ∼ 3.9 V :充電電圧 4.35 V/Cell
ADJ3 端子= 4.1 V ∼ VREF :充電電圧 4.20 V/Cell
18
ADJ3
I
19
CS
⎯
ソフトスタート用コンデンサ接続端子です。
20
RT
⎯
三角波発振周波数設定用抵抗接続端子です。
21
VREF
O
基準電圧出力端子です。
22
GND
⎯
接地端子です。
23
CTL1
I
電源コントロール端子です。
CTL1 端子を “H” レベルにすることにより DC/DC コンバータ部はオペレー
ションモードになります。
CTL1 端子を “L” レベルにすることにより DC/DC コンバータ部はスタンバ
イモードになります。
24
VIN
⎯
ACOK ファンクションと Current Amp1 用電源端子です (AC アダプタ側 )。
25
CELLS
I
26
PGND
⎯
接地端子です。
27
OUT2
O
外付け同期整流側 FET ゲート駆動端子です。
28
VB
O
FET 駆動回路用電源端子です。
29
LX
⎯
外付けメイン側 FET ソース接続端子です。
30
OUT1
O
外付けメイン側 FET ゲート駆動端子です。
31
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。
32
CTL2
I
DS04–27265–6
充電電圧設定を 2 Cell, 3Cell, 4Cell に切り換える端子です。
CELLS = VREF:4 Cell, CELLS = OPEN:3 Cell, CELLS = GND:2 Cell
Current Amp1 用電源コントロール端子です。
CTL2 端子を “H” レベルにすると Current Amp1 は動作状態になります。
CTL2 端子を “L” レベルにするとスタンバイモードになります。
3
MB39A132
■ ブロックダイヤグラム
TO
SYSTEM
LOAD
ACIN
CTL2
ACOK
4
32
5
<AC Comp.>
VIN
24
-INE1
9
Buffer
OUTC1
VCC
10
+INC1
-INC1
ADJ1
VIN
1
<Current Amp1>
<Error Amp1>
3
VB
×25
2
<PWM Comp.>
Adaptor Det.
VB
Reg.
CB
3 mV
7
31
- 2.5 V
GM Amp
Buffer
OUTC2
B
-INC2
13
Drive Logic
A
Drv1
<Current Amp2>
12
Off Time
Control
<Error Amp2>
×25
3 mV
C
30
Io
VO
29
RS
20 mΩ
OUT2
Drv2
GM Amp
Charge
Current Control
14
B
2.85 A
LX
OSC
ADJ2
A
OUT1
- 1.5 V
11
+INC2
28
27
PGND
CT
26
Battery
<Sync Cnt.>
-INE3
6
2.6 V
BATT
C
<UV Comp.>
17
VCC
0.1 V
ADJ3
VREF:4.20 V/Cell
2.4 V to 3.9 V:
4.35 V/Cell
1.1 V to 2.2 V:
2 × VADJ3/Cell
GND:4.00 V/Cell
CELLS
<Error Amp3>
18
VO
REFIN
Control
VCC
UVLO
VREF
UVLO
25
GM Amp
VB
UVLO
GND: 2 Cells
OPEN: 3 Cells
VREF: 4 Cells
<SOFT>
VREF
Slope
Control
10 μA
CS
19
CTL1
<VR1>
<Over Current Det.>
+INC2
<REF>
<CTL>
23
5.0 V ON/OFF
VREF
-INC2
0.2 V
15
8
COMP1
4
20
16
COMP2
COMP3
21
RT
VREF
22
GND
(32-pin)
DS04–27265–6
MB39A132
■ 絶対最大定格
項目
記号
条件
定格値
最小
最大
単位
VVCC
VCC 端子
− 0.3
+ 27
V
VVIN
VIN 端子
− 0.3
+ 27
V
CB 端子入力電圧
VCB
CB 端子
− 0.3
+ 32
V
CTL1, CTL2 端子入力電圧
VCTL
CTL1, CTL2 端子
− 0.3
+ 27
V
-INC1, +INC1 端子
− 0.3
+ 27
V
-INC2, +INC2, BATT 端子
− 0.3
+ 20
V
VADJ
ADJ1, ADJ2, ADJ3, CELLS 端子
− 0.3
VVREF + 0.3
V
VINE
-INE1, -INE3 端子
− 0.3
VVREF + 0.3
V
ACIN 入力電圧
VACIN
ACIN 端子
− 0.3
VVIN
V
ACOK 端子出力電圧
VACOK
ACOK 端子
− 0.3
+ 27
V
OUT1, OUT2 端子
− 60
+ 60
mA
⎯
4400*1, *2, *3
mW
⎯
1900*1, *2, *4
mW
⎯
1760*1, *2, *3
mW
⎯
760*1, *2, *4
mW
− 55
+ 125
°C
電源電圧
VINC
入力電圧
出力電流
IOUT
Ta ≦ +25 °C
許容損失
PD
Ta = +85 °C
保存温度
TSTG
⎯
* 1:Ta =+ 25 °C ∼+ 85 °C 間の許容損失は「■ 標準特性・許容損失 - 動作周囲温度特性」グラフを参照してください。
* 2:10 cm 角の二層エポキシ基板に実装時
* 3:サーマルビアありの二層エポキシ基板に IC を実装して , IC の放熱パッドを基板と接着します。
* 4:サーマルビアなしの二層エポキシ基板に IC を実装して , IC の放熱パッドを基板と接着します。
<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。
DS04–27265–6
5
MB39A132
■ 推奨動作条件
項目
記号
条件
規格値
最小
標準
最大
単位
VVCC
VCC 端子
8
⎯
25
V
VVIN
VIN 端子
8
⎯
25
V
CB 端子入力電圧
VCB
CB 端子
⎯
⎯
30
V
基準電圧出力電流
IVREF
⎯
−1
⎯
0
mA
バイアス出力電流
IVB
⎯
−1
⎯
0
mA
-INC1, +INC1 端子
0
⎯
VVCC
V
-INC2, +INC2, BATT 端子
0
⎯
19
V
ADJ1 端子
0
⎯
VVREF − 1.5
V
4.6
⎯
VVREF
V
0
⎯
4.4
V
4.1
⎯
VVREF
V
2.4
⎯
3.9
V
0
⎯
0.9
V
1.1
⎯
2.2
V
CELLS 端子
0
⎯
VVREF
V
-INE1, -INE3 端子
0
⎯
VVREF
V
電源電圧
VINC
ADJ2 端子 ( 内蔵基準電圧使用時 )
ADJ2 端子 ( 外部設定時 )
入力電圧
VADJ
ADJ3 端子 ( 内蔵基準電圧使用時 )
ADJ3 端子 ( 外部設定時 )
VINE
ACIN 端子入力電圧
VACIN
⎯
0
⎯
VVREF
V
ACOK 端子出力電圧
VACOK
⎯
0
⎯
25
V
ACOK 端子出力電流
IACOK
⎯
0
⎯
1
mA
CTL1, CTL2 端子入力
電圧
VCTL
⎯
0
⎯
25
V
− 45
⎯
+ 45
mA
− 1200
⎯
+ 1200
mA
100
500
2000
kHz
OUT1, OUT2 端子
出力電流
IOUT
スイッチング周波数
fOSC
タイミング抵抗
RRT
RT 端子
8.2
33
180
kΩ
ソフトスタート
コンデンサ
CCS
CS 端子
⎯
0.22
⎯
μF
CB 端子コンデンサ
CCB
⎯
0.1
⎯
μF
バイアス出力
コンデンサ
CVB
VB 端子
⎯
1.0
⎯
μF
基準電圧出力
コンデンサ
CREF
VREF 端子
⎯
0.1
1.0
μF
動作周囲温度
Ta
− 30
+ 25
+ 85
°C
OUT1, OUT2 端子
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
DS04–27265–6
MB39A132
■ 電気的特性
項目
スレッショルド
電圧
基準電圧部
[REF]
三角波
発振器部
[OSC]
(Ta =+ 25 °C, VCC 端子= 19 V, VB 端子= 0 mA, VREF 端子= 0 mA)
記号
端子
条件
VVREF1
21
VVREF2
21
Ta =− 10 °C ∼+ 85 °C
⎯
規格値
単位
最小
標準
最大
4.963
5.000
5.037
V
4.950
5.000
5.050
V
入力安定度
VREF
21
VCC 端子= 8 V ∼ 25 V
⎯
1
10
mV
負荷安定度
VREF
21
VREF 端子= 0 mA ∼− 1mA
⎯
1
10
mV
短絡時出力電流
Ios
21
VREF 端子= 1 V
fOSC
30
RT 端子= 33 kΩ
− 35
500
− 17
550
mA
発振周波数
− 70
450
kHz
周波数温度
変動率
df/fdT
30
Ta =− 30 °C ∼+ 85 °C
⎯
1*
⎯
%
VIO
7
COMP1 端子= 2 V
⎯
1*
5
mV
IADJ1
7
ADJ1 端子= 0 V
− 100
⎯
⎯
nA
Gm
8
⎯
⎯
20*
⎯
μA/V
VTH1
14
⎯
1.5*
⎯
V
Gm
15
⎯
20*
⎯
μA/V
17
COMP3 端子= 2 V,
Ta =+ 25 °C ∼+ 85 °C
ADJ3 端子= CELLS 端子=
VREF 端子
− 0.5
0
+ 0.5
%
VTH2
17
COMP3 端子= 2 V,
Ta =− 10 °C ∼+ 85 °C
ADJ3 端子= CELLS 端子=
VREF 端子
− 0.7
0
+ 0.5
%
VTH3
17
COMP3 端子= 2 V,
Ta =+ 25 °C ∼+ 85 °C
2.4 V ≦ ADJ3 端子≦ 3.9 V
CELLS 端子= VREF 端子
− 0.5
0
+ 0.5
%
17
COMP3 端子= 2 V,
Ta =− 10 °C ∼+ 85 °C
2.4 V ≦ ADJ3 端子≦ 3.9 V
CELLS 端子= VREF 端子
− 0.7
0
+ 0.5
%
17
COMP3 端子= 2 V,
Ta =+ 25 °C ∼+ 85 °C
ADJ3 端子= GND 端子 ,
CELLS 端子= VREF 端子
− 0.5
0
+ 0.5
%
VTH6
17
COMP3 端子= 2 V,
Ta =− 10 °C ∼+ 85 °C
ADJ3 端子= GND 端子 ,
CELLS 端子= VREF 端子
− 0.7
0
+ 0.5
%
IBATTH
17
2.4 V ≦ ADJ3 端子≦ 3.9 V
CELLS 端子= VREF 端子
BATT 端子= 16.8 V
⎯
34
60
μA
IBATTL
17
VCC 端子= 0 V,
BATT 端子= 16.8 V
⎯
0
1
μA
Gm
16
⎯
280*
⎯
μA/V
入力オフセット
電圧
誤差増幅器部 入力バイアス
[Error Amp1] 電流
相互
コンダクタンス
スレッショルド
誤差増幅器部 電圧
[Error Amp2] 相互
コンダクタンス
VTH1
スレッショルド
電圧
VTH4
誤差増幅器部
[Error Amp3]
VTH5
入力電流
相互
コンダクタンス
ADJ2 端子= VREF 端子
⎯
⎯
(続く)
DS04–27265–6
7
MB39A132
(Ta =+ 25 °C, VCC 端子= 19 V, VB 端子= 0 mA, VREF 端子= 0 mA)
項目
入力電流
入力オフセット
電圧
電流検出増幅
器部
[Current Amp1,
Current Amp2] 同相入力電圧
範囲
端子
条件
I+INCH1
3
ΔVin =− 100 mV
I+INCH2
12
ΔVin =− 100 mV
I-INCH
規格値
単位
最小
標準
最大
+INC1 端子= 3 V ∼ VCC 端子 ,
⎯
20
30
μA
+INC2 端子= 3 V ∼ VCC 端子 ,
⎯
30
45
μA
2, 13
-INC1 端子= -INC2 端子=
3 V ∼ VCC 端子 ,
ΔVin =− 100 mV
⎯
0.1
0.2
μA
I+INCL
3, 12
+INC1 端子= +INC2 端子= 0.1 V,
ΔVin =− 100 mV
− 240 − 160
⎯
μA
I-INCL
2, 13
-INC1 端子= -INC2 端子= 0.1 V,
ΔVin =− 100 mV
− 270 − 180
⎯
μA
VOFF1
10, 11 +INC1 端子= +INC2 端子=
3 V ∼ VCC 端子
2
3
4
mV
VOFF2
10, 11 +INC1 端子= +INC2 端子=
0V∼3V
1
3
5
mV
VCM
10, 11
0
⎯
VVCC
V
24.5
25.0
25.5
V/V
⎯
2*
⎯
MHz
4.7
4.9
⎯
V
⎯
電圧利得
Av
+INC1 端子= +INC2 端子=
10, 11 3 V ∼ VCC 端子 ,
ΔVin =− 100 mV
周波数帯域幅
BW
10, 11 AV = 0 dB
⎯
VOUTCH
10, 11
VOUTCL
10, 11 +INC1 端子= +INC2 端子=
3 V ∼ VCC 端子
50
75
100
mV
出力ソース電流
ISOURCE
10, 11 OUTC1 端子= OUTC2 端子= 2 V
⎯
−2
−1
mA
出力シンク電流
ISINK
10, 11 OUTC1 端子= OUTC2 端子= 2 V
25
50
⎯
μA
出力電圧
OUTC1 端子
出力電圧
PWM 比較器
部
[PWM Comp.]
スレッショルド
電圧
出力部
[OUT]
出力オン抵抗
コントロール
部
[CTL1, CTL2]
記号
VOUTC1
10
VIN 端子= 0 V
⎯
0
⎯
V
VTL
30
デューティサイクル= 0 %
1.4
1.5
⎯
V
VTH
30
デューティサイクル= 100 %
⎯
2.5
2.6
V
ROH
27, 30 OUT1, OUT2 端子=− 45 mA
⎯
4
7
Ω
ROL
27, 30 OUT1, OUT2 端子=+ 45 mA
⎯
1
3.5
Ω
オン条件
VON
23, 32 IC 動作状態
2
⎯
25
V
オフ条件
VOFF
23, 32 IC スタンバイモード
0
⎯
0.8
V
ICTLH
23, 32 CTL1, CTL2 端子= 5 V
⎯
25
40
μA
ICTLL
23, 32 CTL1, CTL2 端子= 0 V
⎯
0
1
μA
入力電流
(続く)
8
DS04–27265–6
MB39A132
(Ta =+ 25 °C, VCC 端子= 19 V, VB 端子= 0 mA, VREF 端子= 0 mA)
項目
バイアス電圧部
[VB]
AC アダプタ
電圧検出部
[AC Comp.]
条件
VB
28
Load
規格値
単位
標準
最大
⎯
4.9
5.0
5.1
V
28
VB 端子= 0 mA ∼− 10 mA
⎯
10
50
mV
VTLH
19
⎯
2.55
2.60
2.65
V
VTHL
19
⎯
2.5
2.55
2.60
V
ヒステリシス幅
VH
19
⎯
⎯
0.05*
⎯
V
スレッショルド
電圧
VTLH
1
VCC 端子
⎯
7.5
7.9
V
VTHL
1
VCC 端子
7.0
7.4
⎯
V
ヒステリシス幅
VH
1
VCC 端子
⎯
0.1
⎯
V
スレッショルド
電圧
VTLH
28
VB 端子
3.8
4.0
4.2
V
VTHL
28
VB 端子
3.1
3.3
3.5
V
ヒステリシス幅
VH
28
VB 端子
⎯
0.7
⎯
V
スレッショルド
電圧
VTLH
21
VREF 端子
2.6
2.8
3.0
V
VTHL
21
VREF 端子
2.4
2.6
2.8
V
ヒステリシス幅
VH
21
VREF 端子
⎯
0.2
⎯
V
VH
12
-INC2 端子= 12.6 V
12.75
12.80
12.85
V
出力電圧
負荷安定度
過電流検出部
[Over Current Det.] 出力電圧
低入力電圧
検出部
[UV Comp.]
端子
最小
CS
スレッショルド
同期整流制御部
[Synchronous Cnt.] 電圧
低電圧時誤動作
防止回路部
[UVLO]
記号
スレッショルド
電圧
VTLH
1
BATT 端子= 12.6 V
12.6
12.8
13.0
V
VTHL
1
BATT 端子= 12.6 V
12.5
12.7
12.9
V
ヒステリシス幅
VH
1
BATT 端子= 12.6 V
⎯
0.1
⎯
V
スレッショルド
電圧
VTLH
4
⎯
1.237
1.250
1.263
V
VTHL
4
⎯
1.227
1.240
1.253
V
ヒステリシス幅
VH
4
⎯
⎯
10
⎯
mV
入力電流
I-INCL
4
⎯
⎯
⎯
200
nA
ACOK 端子出力
リーク電流
ILEAK
5
ACOK 端子= 25 V
⎯
0
1
μA
ACOK 端子出力
“L” レベル電圧
VACOKL
5
ACOK 端子= 1 mA
⎯
0.9
1.1
V
(続く)
DS04–27265–6
9
MB39A132
(続き)
(Ta =+ 25 °C, VCC 端子= 19 V, VB 端子= 0 mA, VREF 端子= 0 mA)
項目
スレッショルド
電圧
充電電圧
制御部
[VO REFIN
Control]
入力電流
入力電圧
入力電流
充電電流
スレッショルド
制御部
電圧
[Charge Current
入力電流
Control]
ソフト
スタート部
[SOFT]
充電電流
スタンバイ電流
記号
端子
VTHH
18
VTHM
規格値
単位
最小
標準
最大
4.2 V/Cell 時
3.91
4.00
4.09
V
18
4.35 V/Cell 時
2.21
2.30
2.39
V
VTHL
18
4.0 V/Cell 時
0.91
1.00
1.09
V
IIN
18
ADJ3 端子
⎯
0
1
μA
VH
25
4Cell 時
VVREF − 0.4
⎯
VVREF
V
VM
25
3Cell 時
2.4
⎯
2.6
V
VL
25
2Cell 時
0
⎯
0.3
V
IINL
25
CELLS 端子= 0 V
− 8.3
−5
⎯
μA
IINH
25
CELLS 端子= VREF 端子
⎯
5
8.3
μA
VTH
14
4.41
4.5
4.59
V
IIN
14
⎯
0
1
μA
ICS
19
− 14
− 10
−6
μA
IVINL
24
VIN 端子= 19 V,
ACIN 端子= 0 V
⎯
0
1
μA
IINS
24
VCC, CTL1, CTL2 端子= 0 V,
ACIN 端子= 5 V,
VIN 端子= 19 V
⎯
6
10
μA
ICCS
1
VIN, CTL1, CTL2 端子= 0 V,
ACIN 端子= 0 V,
VCC 端子= 19 V
⎯
0
1
μA
24
VIN 端子= 19 V,
VCC 端子= 0 V,
ACIN 端子= 5 V,
CTL1 端子= 0 V,
CTL2 端子= 5 V
⎯
300
450
μA
1
VIN 端子= 0 V,
VCC 端子= 19 V,
ACIN 端子= 0 V,
CTL1 端子= 5 V,
CTL2 端子= 0 V
⎯
2.4
3.6
mA
1, 24
VIN 端子= 19 V,
VCC 端子= 19 V,
ACIN 端子= 5 V,
CTL1 端子= 5 V,
CTL2 端子= 5 V
⎯
2.7
4.1
mA
IIN
全デバイス
電源電流
条件
ICC
IINCC
⎯
ADJ2 端子
⎯
*: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。
10
DS04–27265–6
MB39A132
■ 標準特性
基準電圧 - 電源電圧
6
4
5
3
2
Ta = + 25°C
VCTL1 = 5 V
1
0
10
5
0
15
20
CTL1 端子入力電流 ICTL1 (μA)
基準電圧 VVREF (V)
誤差増幅器スレッショルド電圧
VTH (V)
15
20
CTL1 端子入力電流 , 基準電圧 CTL1 端子入力電圧
Ta = + 25°C
VVCC = 19 V
VCTL1 = 5 V
5
10
5
0
基準電圧 - 負荷電流
3
0
1
電源電圧 VVCC (V)
4
0
Ta = +25°C
VCTL1 = 5 V
IVREF = 0 mA
2
電源電圧 VVCC (V)
5
1
3
0
25
6
2
4
10
15
20
25
30
35
500
10
400
300
25
8
Ta = + 25°C
VVCC = 19 V
IVREF = 0 mA
VVREF
6
4
200
100
0
0
2
ICTL1
10
5
15
20
25
0
負荷電流 IREF (mA)
CTL1 端子入力電圧 VCTL1 (V)
誤差増幅器スレッショルド電圧 - 動作周囲温度
誤差増幅器スレッショルド電圧 - 動作周囲温度
8.500
8.475
8.450
8.425
8.400
VVCC = 19 V
VCTL1 = 5 V
8.375
8.325
VCELLS = GND
8.350
8.300
-40
-20
0
+20
+40
+60
動作周囲温度 Ta ( °C)
+80 +100
基準電圧 VVREF (V)
基準電圧 VVREF (V)
5
誤差増幅器スレッショルド電圧
VTH (V)
電源電流 Icc (mA)
電源電流 - 電源電圧
12.700
12.675
12.650
12.625
12.600
12.575
VVCC = 19 V
VCTL1 = 5 V
VCELLS = OPEN
12.550
12.525
12.500
-40
-20
0
+20
+40
+60
+80 +100
動作周囲温度 Ta ( °C)
(続く)
DS04–27265–6
11
MB39A132
(続き)
5.08
16.875
5.06
基準電圧 VVREF (V)
16.900
16.850
16.825
16.800
VVCC = 19 V
VCTL1 = 5 V
VCELLS = 5 V or VREF
16.775
16.750
16.725
16.700
-40
-20
0
+20
+40
+60
VVCC = 19 V
VCTL1 = 5 V
IVREF =0 mA
5.04
5.02
5.00
4.98
4.96
4.94
4.92
-40
+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)
三角波発振周波数 - 動作周囲温度
三角波発振周波数 - タイミング抵抗
10000
三角波発振周波数
fosc (kHz)
550
540
530
520
510
500
490
480
470
460
450
-40
VVCC = 19 V
VCTL1 = 5 V
RT = 33 kΩ
Ta = + 25°C
VVCC = 19 V
VCTL1 = 5 V
1000
100
10
-20
0
+20
+40
+60
1
+80 +100
10
100
動作周囲温度 Ta ( °C)
タイミング抵抗 RRT (kΩ)
三角波発振周波数 - 電源電圧
許容損失 - 動作周囲温度
550
540
530
520
510
500
490
480
470
460
450
Ta = + 25°C
VCTL = 5 V
RT = 47 kΩ
0
5
10
15
電源電圧 VVCC (V)
12
基準電圧 - 動作周囲温度
20
25
許容損失 PD (mW)
三角波発振周波数
fosc (kHz)
三角波発振周波数
fosc (kHz)
誤差増幅器スレッショルド電圧
VTH (V)
誤差増幅器スレッショルド電圧 - 動作周囲温度
5000
4400
4000
1000
サーマルビアあり
3000
2000
1900
サーマルビアなし
1000
0
-40
-20
0
+20 +40 +60 +80 +100
動作周囲温度 Ta( °C)
DS04–27265–6
MB39A132
■ 機能説明
MB39A132は, バッテリに充電する充電電圧および充電電流を制御する, Liイオン電池充電用のパルス幅変調方式(PWM
方式 ) の N-ch MOS ドライブ対応充電用同期整流 DC/DC コンバータです。AC アダプタおよびバッテリからシステムへ電
圧を安定して供給するためにバッテリへの充電制御機能や AC アダプタ電圧検出機能を備えています。
充電電圧制御 ( 定電圧モード ) 時は , ADJ3 端子 (18 ピン ) と CELLS 端子 (25 ピン ) に入力される電圧で任意の充電電圧
を設定できます。誤差増幅器 (Error Amp3) で BATT 端子 (17 ピン ) 電圧と内部基準電圧を比較して PWM 制御信号を出力し ,
任意の充電電圧を出力します。
充電電流制御 ( 定電流モード ) 時は , 充電電流センス抵抗 (RS) の両端に発生する電圧降下を電流検出増幅器 (Current
Amp2) で 25 倍に増幅し OUTC2 端子 (11 ピン ) へ出力します。電流検出増幅器 (Current Amp2) の出力電圧を誤差増幅器
(Error Amp2) で , ADJ2 端子 (14 ピン ) で設定した電圧と比較し PWM 制御信号を出力し , 定電流充電が行われます。
AC アダプタ電力制御中において AC アダプタ出力電圧が垂下したときは , +INC1 端子 (3 ピン ) 電圧値 (VVREF) と比較し
て -INC1 端子 (2 ピン ) にかかる電圧が低下した差電圧を電流検出増幅器 (Current Amp1) が 25 倍に増幅し , その電圧値を
OUTC1 端子 (10 ピン ) へ出力します。
電流検出増幅器 (Current Amp1) の出力電圧を誤差増幅器 (Error Amp1) で , ADJ1 端子
(7 ピン ) 電圧と比較し PWM 制御信号を出力し , AC アダプタ電力を一定に保つように充電電流の制御を行います。
三角波発振器で発生した三角波電圧と誤差増幅器出力電圧 (Error Amp1, Error Amp2, Error Amp3) のうち最も低い電位を
比較し , その誤差増幅器出力電圧より三角波電圧の方が低い期間にメイン側 FET をオンします。
また , AC Comp. で AC アダプタの脱着を検出し , その情報を ACOK 端子 (5 ピン ) より出力します。
DS04–27265–6
13
MB39A132
1. DC/DC コンバータ
(1) 基準電圧部 (REF)
基準電圧回路は , VCC 端子 (1 ピン ) より供給される電圧により温度補償された安定な電圧 (5.0 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 VREF 端子 (21 ピン ) から負荷電流を最大 1 mA まで外部に取り出せます。
(2) 三角波発振器部 (OSC)
周波数設定用コンデンサを内蔵しており , RT 端子 (20 ピン ) に周波数設定抵抗を接続することにより三角波発振波形を
発生します。
三角波は , IC 内部の PWM コンパレータに入力されます。
三角波発振周波数 fosc
fosc(kHz) ≒ 17000/RT (kΩ)
(3) 誤差増幅器部 (Error Amp1)
誤差増幅器(Error Amp1)は, 電流検出増幅器(Current Amp1)の出力信号を検出してPWM制御信号を出力する増幅器です。
また , COMP1 端子 (8 ピン ) への抵抗およびコンデンサの接続により , システムに対して安定した位相補償ができます。
(4) 誤差増幅器部 (Error Amp2)
電流検出増幅器 (Current Amp2) の出力信号を検出し , 充電電流制御部出力と比較し PWM 制御信号を出力する増幅器で ,
充電電流の制御を行います。
また , COMP2 端子 (15 ピン ) への抵抗およびコンデンサの接続により , システムに対して安定した位相補償ができます。
(5) 誤差増幅器部 (Error Amp3)
誤差増幅器 (Error Amp3) は , DC/DC コンバータ出力電圧 ( 電池充電電圧 ) を検出し , VO REFIN Control 部出力と比較し
PWM 制御信号を出力する増幅器です。
ADJ3 端子 (18 ピン ) に外付け充電電圧設定抵抗を接続することにより , 2 セル∼ 4 セルまで任意の出力電圧を設定でき
ます。
また , COMP3 端子 (16 ピン ) への抵抗およびコンデンサの接続により , システムに対して安定した位相補償ができます。
(6) 電流検出増幅器部 (Current Amp1)
電流検出増幅器 (Current Amp1) は , +INC1 端子 (3 ピン ), -INC1 端子 (2 ピン ) の電圧差を 25 倍に増幅した信号を OUTC1
端子 (10 ピン ) へ出力します。
(7) 電流検出増幅器部 (Current Amp2)
電流検出増幅器 (Current Amp2) は , 充電電流センス抵抗 (RS) の両端に発生する電圧降下を +INC2 端子 (12 ピン ), -INC2
端子(13ピン)で検出し, 25倍に増幅した信号を次段の誤差増幅器(Error Amp2)の反転入力端子へ出力するとともにOUTC2
端子 (11 ピン ) へ出力します。
(8) PWM 比較器部 (PWM Comp.)
誤差増幅器 (Error Amp1 ∼ Error Amp3) の出力電圧に応じて出力デューティをコントロールする電圧 - パルス幅変換器
です。
三角波発振器で発生した三角波電圧と 3 つの誤差増幅器出力電圧のうち最も低い電圧を比較し , 三角波電圧がこの誤差
増幅器出力電圧より低い期間に外付けメイン側 FET をオンさせます。
(9) 出力部 (OUT)
出力部は , メイン側 , 同期整流側ともに CMOS 形式で構成しており , 外付け N-ch MOS FET を駆動できます。
14
DS04–27265–6
MB39A132
(10) 電源コントロール部 (CTL1)
電源コントロール部は , DC/DC コンバータ動作を制御します。CTL1 端子 (23 ピン ) を “L” レベルにすることでスタンバ
イモードとなります。スタンバイモードにおいては , AC アダプタ検出機能のみ動作しています ( スタンバイモード時の電
源電流 6 μA 標準 )。
CTL1 機能表
CTL1
DC/DC コンバータ
制御部
AC アダプタ検出
L
OFF( スタンバイ )
ON( 動作状態 )
H
ON( 動作状態 )
ON( 動作状態 )
(11) Current Amp1 コントロール部 (CTL2)
Current Amp1コントロール部はCurrent Amp1の動作を制御します。CTL2端子(32ピン)を“H”レベルにすることでCurrent
Amp1 は動作状態となります。充電完了後に CTL1 端子 (23 ピン ) を “L” レベル , CTL2 端子 (32 ピン ) を “H” レベルとするこ
とで , Current Amp1 と AC アダプタ検出機能のみを動作状態にできます。
CTL2 機能表
CTL2
Current Amp1
AC アダプタ検出
L
OFF( スタンバイ )
ON( 動作状態 )
H
ON( 動作状態 )
ON( 動作状態 )
(12) バイアス電圧部 (VB)
出力回路の電源およびブートストラップ電圧設定用として 5 V( 標準 ) を出力します。
(13) オフタイムコントロール部 (Off time Control)
高オンデューティ動作においてブートストラップ用コンデンサ CB の両端電圧が低下してきた場合 , 強制的にオフ時間
(0.3 μs 標準 ) を発生し CB を充電します。
DS04–27265–6
15
MB39A132
2. 保護機能
(1) 低電圧時誤動作防止回路部 (VREF-UVLO)
内部基準電圧 (VREF) の瞬時低下は , コントロール IC を誤動作させ , システムの破壊もしくは劣化を生じさせる可能性
があります。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内部基準電圧の電圧低下を検出し , OUT1 端
子 (30 ピン ) と OUT2 端子 (27 ピン ) を “L” レベルに固定します。内部基準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 UVLO は解除されます。
保護回路 (VREF-UVLO) 動作時機能表
UVLO 動作時 (VREF 電圧が UVLO スレッショルド電圧以下 ) は , 下記端子の論理値を固定します。
OUT1
OUT2
CS
VB
L
L
L
L
(2) 低電圧時誤動作防止回路部 (VCC-UVLO, VB-UVLO)
出力回路用バイアス電圧 (VB) 起動時の過渡状態や電源電圧の瞬時低下は , コントロール IC を誤動作させ , システムの
破壊もしくは劣化を生じさせる可能性があります。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バイ
アス電圧の低下を検出し , OUT1 端子 (30 ピン ) と OUT2 端子 (27 ピン ) を “L” レベルに固定します。電源電圧 , および内部
基準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 UVLO は解除されます。
保護回路 (VCC-UVLO, VB-UVLO) 動作時機能表
UVLO 動作時 (VCC 電圧または VB 電圧が各々の UVLO スレッショルド電圧以下 ) は , 下記端子の論理値を固定します。
OUT1
OUT2
CS
L
L
L
(3) 低入力電圧検出部 (UV Comp.)
VCC 端子 (1 ピン ) 電圧と BATT 端子 (17 ピン ) 電圧を比較し , VCC 端子電圧が BATT 端子電圧+ 0.1 V( 標準 ) より低下
すると , OUT1 端子 (30 ピン ) と OUT2 端子 (27 ピン ) を “L” レベルに固定します。
入力電圧が低入力電圧検出コンパレータ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 (UV Comp.) 動作時機能表
低入力電圧検出時 ( 入力電圧が UV Comp. スレッショルド電圧以下 ) は , 下記端子の論理値を固定します。
OUT1
OUT2
CS
L
L
L
(4) 過電流検出部 (Over Current Det.)
+ INC2 端子 (12 ピン ) と -INC2 端子 (13 ピン ) 間電位差が 0.2 V 標準以上になったことを検出し , 負荷急変などにより
充電方向に過大な電流が発生した場合 , 過電流と判断し CS 端子 (19 ピン ) を “L” レベルにし , ON デューティを 0%にしま
す。その後 , 過電流が解消されてソフトスタート動作を開始します。
0.2(V)
充電過電流検出値: Ioc det(A) =
RS(Ω)
RS 値による充電電流および過電流検出値 ( 例 )
RS
ADJ2
Io
OCDet
20 mΩ
0.5 V ∼ 4.4 V
0.85 A ∼ 8.65 A
10 A
15 mΩ
0.5 V ∼ 4.4 V
1.13 A ∼ 11.5 A
13 A
(5) 過熱検出
IC を熱破壊から保護するための回路です。接合部温度が+ 150 °C に達すると OUT1 端子 (30 ピン ) と OUT2 端子 (27 ピ
ン ) を “L” レベルにし , 電圧出力を停止させます。
また , 接合部温度が+ 125 °C まで下がると再び電圧出力を開始します。
なお , 過熱保護動作が発生しないよう DC/DC 電源システム設計を行い , 本 IC の絶対最大定格を超えないようにしてく
ださい。
16
DS04–27265–6
MB39A132
3. 検出機能
AC アダプタ電圧検出部 (AC Comp.)
AC アダプタ電圧検出部 (AC Comp.) は ACIN 端子 (4 ピン ) 電圧が 1.24 V( 標準 ) 以下になったことを検出して , AC アダ
プタ電圧検出部の ACOK 端子 (5 ピン ) を Hi-Z にします。また , 電源は VCC 端子 (1 ピン ) と VIN 端子 (24 ピン ) のいず
れか電圧の高い方より供給します。
本機能は CTL1 端子 (23 ピン ) と CTL2 端子 (32 ピン ) の入力レベルに関係なく動作します。
ACIN
ACOK
H
L
L
Hi-Z
R1
マイクロ
コントローラ
AC アダプタ
ACIN
R2
4
ACOK
5
<AC Comp.>
AC アダプタ検出電圧設定
VIN = Low to High
Vth = (R1 + R2) / R2 × 1.25 V
VIN = High to Low
Vth = (R1 + R2) / R2 × 1.24 V
DS04–27265–6
17
MB39A132
■ 充電電圧の設定方法
ADJ3 端子 (18 ピン ) に入力される電圧と CELLS 端子 (25 ピン ) に入力される電圧で充電電圧 (DC/DC コンバータ出力
電圧 ) を設定できます。ADJ3 端子は電池一本あたりの充電電圧を設定することができます。
ADJ3 端子に外付け抵抗を接続
することで任意の充電電圧を設定できます。ADJ3 端子に VREF レベルあるいは GND レベルの電圧を入力する場合には予
め設定された内部高精度基準電圧を利用できます。CELLS 端子は , VREF レベル , GND レベルの電圧を入力するか , 端子
を OPEN にすることで電池の直列数を設定できます。
ADJ3 端子と CELLS 端子と充電電圧 (DC/DC コンバータ出力電圧 ) には以下の関係があります。
ADJ3 端子入力電圧
CELLS 端子
VREF 端子
(ADJ3 端子≧ 4.1V)
2.4 V ≦ ADJ3 端子≦ 3.9 V
GND 端子
(0 V ≦ ADJ3 端子≦ 0.9 V)
外部より電圧設定
(1.1 V ≦ ADJ3 端子≦ 2.2 V)
充電電圧
備考
GND
8.4 V
2Cell × 4.20V/Cell
OPEN
12.6 V
3Cell × 4.20 V/Cell
VREF
16.8 V
4Cell × 4.20 V/Cell
GND
8.7 V
2Cell × 4.35 V/Cell
OPEN
13.05 V
3Cell × 4.35 V/Cell
VREF
17.4 V
4Cell × 4.35 V/Cell
GND
8.0 V
2Cell × 4.00 V/Cell
OPEN
12.0 V
3Cell × 4.00 V/Cell
VREF
16.0 V
4Cell × 4.00 V/Cell
GND
4 × ADJ3 端子電圧
2Cell × 2 × ADJ3 端子電圧 /Cell
OPEN
6 × ADJ3 端子電圧
3Cell × 2 × ADJ3 端子電圧 /Cell
VREF
8 × ADJ3 端子電圧
4Cell × 2 × ADJ3 端子電圧 /Cell
・ADJ3 端子 内部回路
VA
ADJ3
VA
18
比較器 _A
2.175 V
2.1 V
2.0 V
Error Amp3 へ
セレクタ
4.0 V
比較器 _B
論理
回路
2.3 V
比較器 _C
1.0 V
18
DS04–27265–6
MB39A132
■ 充電電流の設定方法
誤差増幅器 (Error Amp2) は , ADJ2 端子 (14 ピン ) 電圧によって設定された充電電流制御部電圧と充電電流検出増幅器
(Current Amp2) 出力を比較し , PWM 制御信号を出力します。ADJ2 端子電圧値により , 電池への充電電流の上限値が設定さ
れます。設定された電流値を上回る電流が流れようとした場合, その設定電流値で定電流充電が行われ, 充電電圧は垂下し
ます。
電池の充電電流設定用電圧:ADJ2
充電電流制御部出力電圧 − 0.075
電流検出増幅器利得 (25 V/V 標準 ) × センス抵抗 RS(Ω)
充電電流上限値 Io =
充電電流
ADJ2 端子入力電圧
充電電流制御部
出力電圧
RS = 20 mΩ
RS = 15 mΩ
VREF 端子
(ADJ2 端子≧ 4.6 V)
1.5 V
2.85 A
3.8 A
外部より電圧設定
(ADJ2 端子= GND 端子∼ 4.4 V)
VADJ2(V)
2 × (ADJ2 端子− 0.075)(A)
2.66 × (ADJ2 端子− 0.075)
(A)
・ADJ2 端子内部回路
ADJ2
Error Amp2 へ
14
1.5 V
セレクタ
比較器 _D
+
−
4.5 V
DS04–27265–6
19
MB39A132
・充電電流設定例 (RS = 20 mΩ)
Io
4.4 V
8.65 A
2.85 A
0V
ADJ2
4.41 V
ADJ2 = 0 V ∼ 4.4 V 時は外部設定 4.59 V VREF
ADJ2 = 4.6 V ∼ VREF 時は内部基準電圧設定
Io (mA)
1200
1000
800
RS = 20 mΩ,
+INC2 = 3 V ∼ VVCC の場合
600
400
Error < ±50 mA
200
VADJ2 (mV)
100
200
300
400
500
600
最大 VADJ2 = 100 mV 設定時に Io = 0 mA
標準 VADJ2 = 75 mV 設定時に Io = 0 mA
最小 VADJ2 = 50 mV 設定時に Io = 0 mA
VADJ2 = 0 V 設定時に Io = 0 mA
20
DS04–27265–6
MB39A132
■ 動的制御充電について
下図の例のように接続することにより , AC アダプタ電圧 (VIN) が垂下し , 算出された Vth になると動的制御充電
(Dynamically-controlled charging) モードとなり AC アダプタの電力を一定に保つように充電電流を制御します。
動的制御充電モード AC アダプタ電圧設定:
1
Av
Vth = [(1 −
×
R4
R3 + R4
)VREF + 3 mV] ×
R1 + R2
R2
VREF =基準電圧 (5.0 V 標準 ), AV =電流検出増幅器部 電圧利得 (25.0 標準 )
-INE1
VIN
VREF(5 V)
9
OUTC1
10
<Current Amp1>
+INC1
3
R1
<Error Amp1>
-INC1
2
R2
R3
ADJ1
7
R4
DS04–27265–6
21
MB39A132
■ 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に , CS 端子 (19 ピン ) へ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
スタートを設定できます。
CTL1 端子 (23 ピン ) と CTL2 端子 (32 ピン ) が “H” レベルになり IC が起動 (Vcc ≧ UVLO のスレッショルド電圧 ) 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) へ 10 μA で充電を開始します。
出力 ON デューティは PWM コンパレータにより , COMP1 端子 (8 ピン ), COMP2 端子 (15 ピン ), COMP3 端子 (16 ピン )
電圧と三角波発振器出力電圧 (CT) との比較により決定されます。ソフトスタート期間中の COMP1 端子 , COMP2 端子 ,
COMP3 端子電圧は CS 端子電圧以上にならないようにクランプされます。そのため , CS 端子電圧の上昇に比例した出力
ON デューティにより DC/DC コンバータ出力電圧および電流増加を設定できます。
ON デューティは , いずれかの Error Amp 出力電圧が DC/DC コンバータのループ制御電圧に達するまで COMP1 端子 ,
COMP2 端子 , COMP3 端子の傾きに依存します。
なお , ソフトスタート時間は次式で求められます。
ソフトスタート時間 ( 出力 ON デューティ= 80% になるまでの時間 ):ts(s) ≒ 0.23 × Cs (μF)
CT
COMP1 ~
COMP3
CS
CS
COMP1 ~
COMP3
CT
0V
OUT1
OUT1
0V
Error Amp3 スレッショルド電圧
Vo
Vo
0V
Io
Io
0A
22
DS04–27265–6
MB39A132
■ 負荷急変時過渡応答
定電圧制御ループと定電流制御ループは独立しており , 負荷急変時は , これら 2 つの制御ループが切り換わります。
バッテリ電圧および電流のオーバシュートは , モード切換わり時の制御ループの遅延により発生します。
遅延時間は位相補償定数により決まります。
バッテリを外した場合に , 定電流制御から定電圧制御へ切り換わるとき , 設定充電電圧より高 Duty で制御される期間が
発生し電圧オーバシュートします。しかし, バッテリが外されたので, バッテリに過大な電圧が印加されることはありませ
ん。
バッテリ接続した場合に , 定電圧制御から定電流制御へ切り換わるとき , 充電電流設定より高 Duty で制御される期間が
発生し電流オーバシュートします。MB39A132 では , 10 ms 以下の電流オーバシュートは電流オーバシュートとみなされま
せんのでご注意ください。
Error Amp3 出力
Error Amp2 出力
Error Amp2 出力
Error Amp3 出力
定電流
定電圧
定電流
電池電圧
電池電流
充電制御が , 定電流制御から定
電圧制御へ切り換わるとき , 出
力設定電圧より高 Duty で制御
される期間が発生し電圧オー
バシュートする。
MB39A132 では , 10 ms 以下
の場合電流オーバシュートと
みなしません。
10 ms
DS04–27265–6
23
MB39A132
■ Current Amp1, Current Amp2 および Error Amp1, Error Amp2 を使用しない場合の処理方法
Current Amp1, Current Amp2 および Error Amp1, Error Amp2 を使用しない場合
・ +INC1 端子 (3 ピン ), -INC1 端子 (2 ピン ) は VREF 端子 (21 ピン ) に接続
・ +INC2 端子 (12 ピン ), -INC2 端子 (13 ピン ) は電池に接続
・ OUTC1 端子 (10 ピン ), OUTC2 端子 (11 ピン ), COMP1 端子 (8 ピン ), COMP2 端子 (15 ピン ) は開放
・ ADJ1 端子 (7 ピン ), ADJ2 端子 (14 ピン ) は VREF 端子に接続
・ -INE1 端子 (9 ピン ) は GND 端子 (22 ピン ) に接続
また , Current Amp1 を使用しない場合は , CTL2 端子 (32 ピン ) を GND 端子 (22 ピン ) に接続してください。
3
+INC1
+INC2 12
21 -INC1
-INC2 13
“ 開放 ”
10 OUTC1
“ 開放 ”
11 OUTC2
電池
21 VREF
7
ADJ1
14 ADJ2
CTL2 32
24
“ 開放 ”
8
“ 開放 ”
15 COMP2
COMP1
-INE1
9
GND 22
DS04–27265–6
MB39A132
■ 入出力端子等価回路図
< 基準電圧部 >
< コントロール部 >
VCC 1
1.22 V
CTL1 23
21 VREF
ESD
保護素子
CTL2 32
140 kΩ
37 kΩ
172 kΩ
172 kΩ
216 kΩ
12 kΩ
GND 22
GND 22
GND 22
< 三角波発振器部 >
< 誤差増幅器部 (Error Amp1)>
VIN 24
VREF 21
VREF 21
COMP1
-INE1
20 RT
8
9
GND 22
GND 22
7
< 誤差増幅器部 (Error Amp2)>
ADJ1
< 誤差増幅器部 (Error Amp3)>
VREF 21
VREF 21
COMP2
15
+INE2
COMP3
16
-INE3 6
GND 22
GND 22
+INE3
< 電流検出増幅器部 (Current Amp1)>
VIN 24
< 電流検出増幅器部 (Current Amp2)>
VCC
1
VREF
+INC1 3
21
OUTC1 +INC2 12
10
OUTC2
11
40 kΩ
160 kΩ
90 kΩ
40 kΩ
GND 22
GND
2
-INC1
22
13
-INC2
(続く)
DS04–27265–6
25
MB39A132
(続き)
<PWM 比較器部 >
< ソフトスタート部 >
VREF 21
VREF 21
COMP1 8
COMP2 15
19
CS
COMP3 16
GND 22
GND 22
<AC アダプタ検出部 >
< 出力部 >
CB
VCC
31
1
VIN 24
ACIN
30 OUT1
5
4
ACOK
LX 29
VB 28
27 OUT2
GND 22
GND
< バイアス電圧部 >
VCC
26
PGND
< 充電電圧設定部 >
SELECTER
VREF 21
1
28
VB
+INE3
ADJ3 18
200 kΩ
2.5 V
4V
2.3 V
200 kΩ
GND
22
1V
22
GND 22
< 充電電流設定部 >
<Cell 切換え部 >
VREF 21
BATT
17
VREF
21
CELLS
25
SELECTER
ADJ2 14
+INE2
6
4.5 V
GND
GND 22
GND
26
-INE3
22
DS04–27265–6
DS04–27265–6
SGND
R14
30 kΩ
R28 0 Ω
R27
*2
R42
22 kΩ
11
10
9
OUTC1
-INE1
R26 *2
+INC2
OUTC2
OUTC2
14
R7
10 kΩ
C13
0.001 μF
13
M1
MB39A132
12
27
C8
0.1 μF
28
ADJ2
OUTC1
8
7
6
5
4
3
29
C7
1 μF
R4
*1
25
16
26
15
COMP2
C22 *2
C21
820 pF
C14
2200 pF
R8
4.7 kΩ
COMP1
ADJ1
-INE3
ACOK
ACIN
30
CTL2
31
CB
32
OUT1
+INC1
C6
0.1 μF
R3
10 Ω
LX
2
1
D2
BAT54HT1
*2
C2
Q1 μPA2755
VB
-INC1
VCC
10 μF
C1
R39
0Ω
OUT2
R13
20 kΩ
C15 *2
R1
20 mΩ
PGND
ACOK
R18
130 kΩ
R10
91 kΩ
C18
0.22 μF
R17
15 kΩ
R19
30 kΩ
R16
100 kΩ
R15
200 kΩ
TPCA8102
Q4
R9
6.8 kΩ
TPCA8102
Q3
CELLS
R11
10 kΩ
CTL2
GND
VIN
R38
*2
VSYS
R6
*2
C12
*2
17
18
19
20
21
22
23
24
BATT
ADJ3
CS
RT
R41
1 kΩ
C20
120 pF
C11 0.1 μF
R5 33 kΩ
C10 0.1 μF
GND
VREF
C9
0.1 μF
R32
*2
SW1-1
C17
*2
R31
*1
R2
20 mΩ
CTL1
VIN
Q8
DTA144EET1G
D1
C16
*2
R30
*1
L1
CDRH104RNP-100NC
VSYS2
R40
2.4 kΩ
R21
*2
R20
0Ω
R29
*1
D4 *2
C3
10 μF
Q7 *2
R33 47 kΩ
C5
*2
R37
*2
R23
0Ω
R22
51 kΩ
R35 *2
SW1-2
R34
10 kΩ
R25
*2
R24
0Ω
Q6
DTC144EET1G
Q5
TPCA8102
C4
10 μF
C19
*2
GND
VO
ADJ2
ADJ3
VREF
CTL1
CELLS
R43
*2
ACOFF
R36
*2
D3 *2
MB39A132
■ 応用回路例
COMP3
-INC2
マイクロ
コントローラへ
* 1:Pattern Short
* 2:No Mount
27
MB39A132
・部品表
記号
項目
条件
ベンダ
パッケージ
型格
M1
IC
⎯
FSL
QFN-32
MB39A132
Q1
Dual N-ch FET
SOP-8
μPA2755
Q3
P-ch FET
VDS =− 30 V, ID = 40 A(Max) TOSHIBA SOP Advance
TPCA8102
Q4
P-ch FET
VDS =− 30 V, ID = 40 A(Max) TOSHIBA SOP Advance
TPCA8102
Q5
P-ch FET
VDS =− 30 V, ID = 40 A(Max) TOSHIBA SOP Advance
Q6
Transistor
Q7
Transistor
Q8
Transistor
VCEO = 50 V
ON Semi
VF = 0.5 V at IF = 2.0 A
Fairchild
VDS =− 30 V, ID = 8 A(Max) RENESAS
VCEO = 50 V
ON Semi
SC-75
備考
TPCA8102
DTC144EET1G
Not mounted
SC-75
DTA144EET1G
D1
Diode
D2
Diode
D3
Diode
Not mounted
D4
Diode
Not mounted
VF = 0.4 V(Max) at IF = 10 mA ON Semi
10 μH 35 mΩ Max Irms = 4.4 A SUMIDA
SMB
SS23
SOD-323
BAT54HT1
L1
Inductor
C1
Ceramic Capacitor
C2
Ceramic Capacitor
C3
Ceramic Capacitor
10 μF(25 V)
TDK
3216
C3216JB1E106K
C4
Ceramic Capacitor
10 μF(25 V)
TDK
3216
C3216JB1E106K
C5
Ceramic Capacitor
C6
Ceramic Capacitor
0.1 μF(50 V)
TDK
1608
C1608JB1H104K
C7
Ceramic Capacitor
1 μF(16 V)
TDK
1608
C1608JB1C105K
10 μF(25 V)
TDK
SMD
CDRH104RNP-100NC
3216
C3216JB1E106K
Not mounted
Not mounted
C9
Ceramic Capacitor
0.1 μF(50 V)
TDK
1608
C1608JB1H104K
C10
Ceramic Capacitor
0.1 μF(50 V)
TDK
1608
C1608JB1H104K
C11
Ceramic Capacitor
0.1 μF(50 V)
TDK
1608
C1608JB1H104K
C12
Ceramic Capacitor
Not mounted
C13
Ceramic Capacitor
0.001 μF(50 V)
TDK
1608
C1608JB1H102K
C14
Ceramic Capacitor
2200 pF(50 V)
TDK
1608
C1608CH1H222J
C15
Ceramic Capacitor
Not mounted
C16
Ceramic Capacitor
Not mounted
C17
Ceramic Capacitor
C18
Ceramic Capacitor
C19
Ceramic Capacitor
C20
Ceramic Capacitor
120 pF(50 V)
TDK
1608
C1608CH1H121J
C21
Ceramic Capacitor
820 pF(50 V)
TDK
1608
C1608CH1H821J
C22
Ceramic Capacitor
R1
Resistor
20 mΩ
KOA
SL1
SL1TTE20L0D
R2
Resistor
20 mΩ
KOA
SL1
SL1TTE20L0D
R3
Resistor
10 Ω
SSM
1608
RR0816Q-100-D
R4
Resistor
R5
Resistor
R6
Resistor
R7
Resistor
10 kΩ
SSM
1608
RR0816P103D
R8
Resistor
4.7 kΩ
SSM
1608
RR0816P472D
R9
Resistor
6.8 kΩ
SSM
1608
RR0816P682D
R10
Resistor
91 kΩ
SSM
1608
RR0816P913D
Not mounted
0.22 μF(25 V)
TDK
1608
C1608JB1E224K
Not mounted
Not mounted
1608
33 kΩ
SSM
1608
Pattern cut
Pattern short
RR0816P333D
Not mounted
(続く)
28
DS04–27265–6
MB39A132
(続き)
記号
項目
条件
ベンダ
パッケージ
型格
備考
R11
Resistor
10 kΩ
SSM
1608
RR0816P103D
R13
Resistor
20 kΩ
SSM
1608
RR0816P203D
R14
Resistor
30 kΩ
SSM
1608
RR0816P303D
R15
Resistor
200 kΩ
SSM
1608
RR0816P204D
R16
Resistor
100 kΩ
SSM
1608
RR0816P104D
R17
Resistor
15 kΩ
SSM
1608
RR0816P153D
R18
Resistor
130 kΩ
SSM
1608
RR0816P134D
R19
Resistor
30 kΩ
SSM
1608
RR0816P303D
R20
Resistor
0Ω
KOA
1608
RK73Z1J
R21
Resistor
R22
Resistor
51 kΩ
SSM
1608
RR0816P513D
R23
Resistor
0Ω
KOA
1608
RK73Z1J
R24
Resistor
0Ω
KOA
1608
RK73Z1J
R25
Resistor
Not mounted
R26
Resistor
Not mounted
R27
Resistor
Not mounted
Not mounted
0Ω
R28
Resistor
R29
Resistor
KOA
1608
1608
RK73Z1J
Pattern short
R30
Resistor
1608
Pattern short
R31
Resistor
1608
Pattern short
R32
Resistor
R33
Resistor
47 kΩ
SSM
1608
RR0816P473D
R34
Resistor
10 kΩ
SSM
1608
RR0816P103D
R35
Resistor
Not mounted
R36
Resistor
Not mounted
R37
Resistor
Not mounted
R38
Resistor
Not mounted
R39
Resistor
0Ω
KOA
1608
RK73Z1J
Not mounted
R40
Resistor
2.4 kΩ
SSM
1608
RR0816P242D
R41
Resistor
1 kΩ
SSM
1608
RR0816P102D
R42
Resistor
22 kΩ
SSM
1608
RR0816P223D
R43
Resistor
FML
NEC
TOSHIBA
ON Semi
SUMIDA
TDK
KOA
SSM
Fairchild
Not mounted
:富士通セミコンダクター株式会社
:ルネサス エレクトロニクス株式会社
:株式会社東芝
:ON Semiconductor
:スミダコーポレーション株式会社
:TDK 株式会社
:コーア株式会社
:進工業株式会社
:Fairchild Semiconductor International, Inc.
DS04–27265–6
29
MB39A132
■ アプリケーションノート
・ 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充電電流の 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記式により求められます。
L≧
VO
VIN − VO
×
LOR × IOMAX
VIN × fOSC
L
:インダクタンス値 [H]
IOMAX :最大充電電流 [A]
LOR :インダクタのリップル電流ピークピーク値 - 最大充電電流比 (0.5)
VIN :スイッチング電源電圧 [V]
VO :充電電圧 [V]
fosc :スイッチング周波数 [Hz]
インダクタ電流が逆流しない最小の充電電流値 ( 臨界電流値 ) は下記式により求められます。
VO
IOC =
IOC
L
VIN
VO
fosc
2×L
×
VIN − VO
VIN × fOSC
:臨界電流値 [A]
:インダクタンス値 [H]
:スイッチング電源電圧 [V]
:充電電圧 [V]
:スイッチング周波数 [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る必要があり
ます。インダクタの最大電流値は下記式により求められます。
ILMAX ≧ IoMAX +
ΔIL
2
ILMAX:インダクタの最大電流値 [A]
IOMAX :最大充電電流 [A]
ΔIL :インダクタのリップル電流ピークピーク値 [A]
ΔIL ≧
VIN − VO
L
VO
×
VIN × fOSC
インダクタ電流
ILMAX
IoMAX
充電電流に応じて変動
IOC
ΔIL
時間
0
30
DS04–27265–6
MB39A132
・ スイッチング FET の選択
ノートブック PC 用の充電器に使用される場合 , 入力電圧である AC アダプタの出力電圧は 25 V 以内であるため , 一般
的にスイッチング FET は 30 V クラスの MOS FET が使用可能です。
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 の最大電流値は下記式により求められます。
IDMAX ≧ IoMAX +
ΔIL
2
IDMAX :スイッチング FET ドレイン最大電流値 [A]
IOMAX :最大充電電流 [A]
ΔIL :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。メイン側 FET の損失は下記式により求められます。
PHisideFET = PRON_Hiside + PSW_Hiside
PHisideFET :メイン側 FET 損失 [W]
PRON_Hiside:メイン側 FET 導通損失 [W]
PSW_Hiside :メイン側 FET スイッチング損失 [W]
メイン側 FET 導通損失
VO
PRON_Hiside = IOMAX2 ×
VIN
× RON_Hiside
PRON_Hiside:メイン側 FET 導通損失 [W]
IOMAX
:最大充電電流 [A]
VIN
:スイッチング電源電圧 [V]
VO
:出力電圧 [V]
RON_Hiside :メイン側 FET オン抵抗 [Ω]
メイン側 FET スイッチング損失
PSW_Hiside =
VIN × fOSC × (Ibtm × Tr + Itop × Tf)
2
PSW_Hiside:スイッチング損失 [W]
VIN
:スイッチング電源電圧 [V]
fOSC
:スイッチング周波数 (Hz)
Ibtm
:インダクタのリップル電流のボトム値 [A]
Ibtm = IOMAX −
DS04–27265–6
ΔIL
2
31
MB39A132
Itop:インダクタのリップル電流のトップ値 [A]
ΔIL
Itop = IOMAX +
2
ΔIL :インダクタのリップル電流ピークピーク値 [A]
Tr
Tf
:メイン側 FET のターンオン時間 [s]
:メイン側 FET のターンオフ時間 [s]
Tr, Tf は簡易的に下記式により求められます。
Tr =
Qgd × 4
5 − Vgs(on)
Tf =
Qgd × 1
Vgs(on)
Qgd
:メイン側 FET ゲートドレイン間電荷量 [C]
Vgs(on):メイン側 FET の Qgd でのゲートソース間電圧 [V]
同期整流側 FET の損失は下記式により求められます。
VO
PLosideFET = PRON_Loside = IOMAX2 × (1 −
VIN
) × Ron_Loside
PLosideFET :同期整流側 FET 損失 [W]
PRON_Loside :同期整流側 FET 導通損失 [W]
IOMAX
:最大充電電流 [A]
VIN
:スイッチング電源電圧 [V]
VO
:出力電圧 [V]
Ron_Loside :同期整流側 FET オン抵抗 [Ω]
同期整流側 FET のドレイン - ソース間電圧の遷移電圧は一般的に小さく , スイッチング損失は無視できるほど小さなも
ののため , ここでは省略しています。
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 , スイッチング FET 許容最大総ゲート電
荷量 (QgTotalMax) が下記式により決定されます。
0.03
QgTotalMax ≦
fOSC
QgTotalMax :スイッチング FET 許容最大総電荷量 [C]
fOSC
:発振周波数 [Hz]
32
DS04–27265–6
MB39A132
・ フライバックダイオードの選択
本 DC/DC コンバータ制御 IC は , フライバックダイオードが必要です。
極力順方向電圧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。
フライバックダイオードの電流定格は下記式により求められます。
Vo
IF ≧ IOMAX × (1 −
VIN
)
IF
:フライバイダイオードの電流定格 [A]
IOMAX :最大充電電流 [A]
VIN :スイッチング電源電圧 [V]
Vo :充電電圧 [V]
フライバックダイオードの定格は下記式により求められます。
VR _ Fly > VIN
VR_Fly :フライバックダイオードの直流逆方向電圧 [V]
VIN :スイッチング電源電圧 [V]
DS04–27265–6
33
MB39A132
・出力コンデンサの選択
ESR が大きい場合 , 出力リップル電圧は大きくなりますので , 出力リップル電圧を小さくするには低 ESR のコンデンサ
を使用する必要があります。また, バッテリ脱着時に発生するサージ電流に対し, 十分な耐量のあるコンデンサを使用して
ください。一般的に出力コンデンサにはセラミックコンデンサが使用されます。
スイッチングリップル電圧を考慮した最低必要なコンデンサ値は下記式から求められます。
1
Co ≧
Co
ESR
ΔVO
ΔIL
fosc
2π × fosc × (ΔVO/ΔIL − ESR)
:出力コンデンサ値 [F]
:出力コンデンサの直列抵抗成分 [Ω]
:スイッチングリップル電圧 [V]
:インダクタのリップル電流ピークピーク値 [A]
:スイッチング周波数 [Hz]
充電中のバッテリが脱する時に DC/DC コンバータ出力電圧にオーバシュートが発生するので , 十分な耐圧余裕を確保
してください。一般的に最大入力電圧以上の耐圧定格のコンデンサが使用されます。
また , 許容リップル電流は十分に余裕のあるものを使用してください。必要許容リップル電流は下記式から求められま
す。
Irms ≧
ΔIL
2√3
Irms :許容リップル電流 ( 実効値 ) [A]
ΔIL :インダクタのリップル電流ピークピーク値 [A]
34
DS04–27265–6
MB39A132
・ 入力コンデンサの選択
入力コンデンサは極力 ESR が小さいものを選定してください。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 の低い高分子コンデンサやタンタルコンデンサを使用
してください。
電源電圧にはDC/DCコンバータのスイッチング動作によるリップル電圧が発生します。許容可能なリップル電圧を超え
ないように , 入力コンデンサの下限値を求めてください。
電源のリップル電圧は簡易的に下記式より求められます。
IOMAX
ΔVIN =
CIN
VO
×
VIN × fOSC
+ ESR × (IOMAX +
ΔIL
2
)
ΔVIN :スイッチング電源リップル電圧ピークピーク値 [V]
IOMAX :充電電流最大値 [A]
CIN :入力コンデンサ値 [F]
VIN :スイッチング電源電圧 [V]
VO :充電電圧 [V]
fOSC :スイッチング周波数 [Hz]
ESR :入力コンデンサの直列抵抗成分 [Ω]
ΔIL :インダクタのリップル電流ピークピーク値 [A]
電源のリップル電圧を減少するには , コンデンサ以外に発振周波数を上げるなどでも対応可能です。
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。実効値を考慮してコンデンサの値を選定してください。
コンデンサの定格は入力電圧と許容リップル電流に対して十分マージンのあるものを選定してください。
許容リップル電流は下記式から求められます。
Irms ≧ IOMAX ×
√ VO × (VIN − VO)
VIN
Irms :許容リップル電流 ( 実効値 )[A]
IOMAX :充電電流最大値 [A]
VIN :スイッチング電源電圧 [V]
VO :充電電圧 [V]
DS04–27265–6
35
MB39A132
・ ブートストラップダイオードの選択
極力順方向電圧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。
ブートストラップ回路の SBD にはメイン側 FET のゲートを駆動する電流が流れます。その平均電流は下記式により求
められます。電流定格が越えないように選定してください。
ID ≧ Qg × fOSC
ID
:順方向電流 [A]
Qg :メイン側 FET のゲート全電荷量 [C]
fOSC :発振周波数 [Hz]
ブートストラップダイオードの定格は下記式で求められます。
VR_BOOT > VIN
VR_BOOT:ブートストラップダイオードの直流逆方向電圧 [V]
VIN
:スイッチング電源電圧 [V]
・ ブートストラップコンデンサの選択
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, メイン側FETのQgに対して10倍以上の電荷を蓄えられるブートストラップコンデンサを選定してください。
Qg
CBOOT ≧ 10 ×
VB
CBOOT:ブートストラップコンデンサ値 [F]
Qg :メイン側 FET のゲート電荷量 [C]
VB :VB 電圧 [V]
ブートストラップコンデンサの定格は下記式で求められます。
VCBOOT > VIN
VCBOOT:ブートストラップコンデンサ耐圧 [V]
VIN :スイッチング電源電圧 [V]
・ VB コンデンサについて
1 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 100 倍の電荷を蓄えられるコンデンサを最低値とし , 選定
してください。
Qg
CVB ≧ 100 ×
VB
CVB :VB 端子コンデンサ値 [F]
Qg :メイン側 FET, 同期整流側スイッチング FET のゲート電荷量の合計 [C]
VB :VB 電圧 [V]
VB コンデンサの定格は下記式で求められます。
VCVB > VB
VCVB :VB 端子コンデンサ耐圧 [V]
VB :VB 電圧 [V]
36
DS04–27265–6
MB39A132
・ 位相補償回路の設計
(1) 定電圧 (CV) モード位相補償回路
出力コンデンサにセラミックコンデンサなど , 低 ESR のコンデンサを使用する場合 , LC の共振周波数による位相遅れ
が 180° に近づき DC/DC コンバータが発振しやすくなります。この場合 , -INE3 端子 (6 ピン ) と COMP3 端子 (16 ピン )
間 , -INE3 端子と BATT 端子 (17 ピン ) 間に RC 進相回路を接続して位相補償を行ってください。
2pole-2zero 位相補償回路
VO
BATT
CZ2
CZ1
RZ2
6
17
-INE3
R1
16
R2
+
PWM Comp. へ
COMP3
Error Amp3
Vrefint1
進相回路の定数は下記式から求められます。
CZ1 ≒
5.1 × 10 − 6
(2 × CELLS − 1) fLC
fCO
RZ2 ≒ 8.9 × 104 ×
VIN × fLC
+ 3600
1
CZ2 ≒
2π × RZ2 × fLC
CELLS :バッテリ直列セル数
fLC
:インダクタと出力コンデンサの共振周波数 [Hz]
VIN
:スイッチング電源電圧 [V]
fCO
:クロスオーバー周波数 [Hz]
DC/DC コンバータの制御ループの帯域幅を表すクロスオーバー周波数 (fCO) は高い方が高速応答性に優れますが , 一方
で位相マージン不足による発振を招く可能性が高くなります。
このクロスオーバー周波数は任意に設定が可能ですが , スイッチング周波数 (fosc) の 1/10 ∼ 1/5 を目安に設定してくだ
さい。
DS04–27265–6
37
MB39A132
(2) 定電流 (CC) モード位相補償回路
定電流モードでは出力コンデンサインピーダンスのループ応答特性への影響は少ないため , エラーアンプ 2 (gm アン
プ ) の出力端子 (COMP2) に 1pole-1zero の位相補償回路を接続してください。
1pole-1zero 位相補償回路
BATT
Current Amp2
17
-
12
+
Rs
-
COMP2
PWM Comp. へ
15
+
+INC2
Error Amp2
Vrefint2
Rc
Cc
目安として進相回路 Rc (Ω), Cc (F) は下記式から求められます。
RC ≒ 1.2 × 104 ×
CC ≒
Rs
VIN
L
Co
fCO
38
fCO × L
Rs × VIN
√ L × Co
Rc
:充電電流検出抵抗値 [Ω]
:スイッチング電源電圧 [V]
:インダクタンス値 [H]
:出力容量値 [F]
:クロスオーバー周波数 [Hz]
DS04–27265–6
MB39A132
・ 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 , 高スイッチング周波数 , 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) は下記式により求められます。
PIC = VCC × (ICC + Qg × fOSC )
PIC
VCC
ICC
Qg
fOSC
:IC 内部損失 [W]
:電源電圧 (VIN)[V]
:電源電流 [A] (3.6 mA 最大 )
:全スイッチング FET 総電荷量 [C] (Vgs = 5 V での合計 )
:スイッチング周波数 [Hz]
接合部温度 (Tj) は下記式により求められます。
Tj = Ta + θja × PIC
Tj
Ta
θja
PIC
:接合部温度 [ °C]
:周囲温度 [ °C]
:QFN-32 パッケージ熱抵抗 (22.7 °C/W)
:IC 内部損失 [W]
DS04–27265–6
39
MB39A132
・ 基板レイアウトについて
下記の点に配慮し , 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。スイッチング部品に接続するバイパスコンデンサをスイッチン
グ GND (PGND 端子 ) へ , 制御部部品は GND(GND 端子 ) へ接続し , 各 GND を分離し , 制御部 GND(GND 端子 ) 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 , 制御部 GND とスイッチング GND を IC 直下で接続し
てください。制御部 GND には大電流のパスが通らないよう , PGND と 1 点で接続してください。
- 入力コンデンサ (CIN), スイッチング FET, SBD, インダクタ (L), センス抵抗 (Rs), 出力コンデンサ (Co) 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避けてください。
- 入力コンデンサ (CIN), スイッチング FET, SBD 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。
- 入力コンデンサ (CIN), SBD, 出力コンデンサ (Co) 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。
- ブートストラップコンデンサ (CBOOT) は極力 IC の CB, LX 端子直近に配置してください。
- 入力コンデンサ (CIN), メイン側 FET は極力近くに配置してください。LX 端子のネットはメイン側 FET のソース端子
直近から引き出してください。また LX 端子のネットは瞬間的に大きな電流が流れます。0.8 mm 程度の配線幅で極力
短く配線してください。
- スイッチング FET のゲートへ接続する OUT1, OUT2 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
配線幅で極力短く配線してください。
- VCC, VIN, VREF, 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および fosc 設定抵抗の GND 端子は IC の GND 端子直近になるよう接続してください。
(IC の GND 端子とバイパスコンデンサ , fosc 設定抵抗の GND 端子直近にスルーホールを設け内層 GND との接続を
強化してください )
- -INCx, +INCx , BATT, COMPx, RT 端子の配線はノイズに敏感なため , 極力短く配線し , スイッチング部品から極力遠
ざけてください。
- -INC2, +INC2 のリモートセンシング(ケルビン接続)のネットは非常にノイズに敏感なため , お互いを近づけて配線
し , スイッチング部品から極力遠ざけてください。
スイッチング部品配置例
GND 配線例
メイン側 FET
VIN
PGND
VCC
Cin
LX 端子へ
VIN
PGND
同期整流側 FET
SBD
VREF
RT
GND
Co
L
IC 直下で GND と PGND を一点で接続
表層
内層
40
VO
RS
BATT 端子へ
+INC2 端子へ
-INC2 端子へ
フィードバック線
DS04–27265–6
MB39A132
■ 参考データ
特別な説明以外 , 測定条件は VIN = 19 V, IO = 2.85 A, Li+ 電池 4Cell, Ta =+ 25 °C です。
変換効率 - 充電電流
( 定電圧モード )
充電電圧 - 充電電流
100
20
4Cell
98
18
3Cell
94
2Cell
92
4Cell
16
充電電圧 Vo(V)
変換効率 η(%)
96
90
88
86
14
3Cell
12
10
2Cell
8
6
84
4
82
2
80
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0
0.0
0.5
1.0
充電電流 Io(A)
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
充電電流 Io(A)
変換効率 - 充電電圧
( 定電流モード )
100
95
変換効率 η(%)
90
85
80
75
70
65
60
55
50
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
充電電圧 Vo(V)
スイッチング波形
( 定電圧モード )
スイッチング波形
( 定電流モード )
OUT1
(V)
20
OUT1
(V)
OUT1
20
OUT2
(V)
0
Io = 1.5 A
SW1-2 = OFF
OUT2
(V)
OUT1
OUT2
5
OUT2
LX ( V )
20
0
VO = 12 V
SW1-2 = OFF
5
0
0
LX ( V )
20
LX
10
10
0
0
400 ns/div
LX
400 ns/div
(続く)
DS04–27265–6
41
MB39A132
起動・停止波形
( 定電圧モード )
起動・停止波形
( 定電圧モード )
Vo
(V)
Vo
(V)
18
18
VO
VO
16
16
14
14
SW1-2 = OFF
Io(A)
Io(A)
VCTL
(V)
10
SW1-2 = OFF
12
12
Io
1
0
VCTL
VCTL
(V)
10
20 ms/div
起動・停止波形
( 定電流モード )
VO
(V)
VO
(V)
18
18
16
16
VO
VO
14
14
Io(A)
Io
3
SW1-2 = OFF
VCTL
(V)
10
12
20 ms/div
Io(A)
Io
3
2
2
SW1-2 = OFF
1
VCTL
(V)
0
10
VCTL
0
0
VCTL
起動・停止波形
( 定電流モード )
12
1
0
20 ms/div
0
Io
0
1
0
VCTL
20 ms/div
(続く)
42
DS04–27265–6
MB39A132
(続き)
負荷急変時過渡波形
( 定電圧モード )
電池着
負荷急変時過渡波形
( 定電圧モード )
電池脱
VO
(V)
VO
(V)
18
18
VO
VO
16
VOUT1
14
10
0
VOUT2
(V)
16
VOUT1
(V)
20
14
0
10
0
VOUT2
(V)
VOUT2
SW1-2 = OFF
CV to CV
Io
2 ms/div
VOUT2
SW1-2 = OFF
CV to CV
2
Io
2 ms/div
0
Io(A)
2
0
負荷急変時過渡波形
( 定電流モード )
電池脱
VO
(V)
VO
(V)
18
VO
SW1-2 = OFF
CV to CC
16
VOUT1
10
0
VOUT2
(V)
0
Io(A)
負荷急変時過渡波形
( 定電流モード )
電池着
14
VOUT1
(V)
20
VOUT1
18
16
VOUT1
(V)
20
14
0
10
Io(A)
VOUT2
4
VO
0
VOUT2
(V)
VOUT1
(V)
20
VOUT1
0
VOUT2
SW1-2 = OFF
CC to CV
2
2
Io
DS04–27265–6
2 ms/div
0
Io(A)
4
Io
2 ms/div
0
43
MB39A132
■ 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 250kΩ ∼ 1MΩ 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 の寄生トランジスタが動作し誤動作を起こすことがあります。
44
DS04–27265–6
MB39A132
■ オーダ型格
型格
MB39A132WQN
パッケージ
備考
プラスチック・QFN, 32 ピン
(LCC-32P-M19)
■ 評価ボードオーダ型格
型格
MB39A132EVB-02
DS04–27265–6
EV ボード版数
備考
Board rev.2.0
QFN-32
45
MB39A132
■ 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 ( 鉛フリー品の場合 )
鉛フリー表示
(E1)
INDEX
■ 製品ラベル ( 鉛フリー品の例 )
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。
46
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。
DS04–27265–6
MB39A132
■ MB39A132WQN 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 ) ・手半田付け ( 部分加熱法 )
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 , 24 hrs) を実施の上 ,
8 日以内に処理願います。
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
(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
(c)
(d)
(e)
(d')
: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) 手半田付け ( 部分加熱法 )
コテ先温度:Max 400 °C
時間:5 s 以内 / ピン
DS04–27265–6
47
MB39A132
■ パッケージ・外形寸法図
プラスチック・QFN, 32ピン
リードピッチ
0.50 mm
パッケージ幅×
パッケージ長さ
5.00 mm × 5.00 mm
封止方法
プラスチックモールド
取付け高さ
0.80 mm Max.
質量
0.06 g
(LCC-32P-M19)
プラスチック・QFN, 32ピン
(LCC-32P-M19)
3.50±0.10
(.138±.004)
5.00±0.10
(.197±.004)
5.00±0.10
(.197±.004)
3.50±0.10
(.138±.004)
INDEX AREA
0.25
(.010
(3-R0.20)
((3-R.008))
0.50(.020)
+0.05
–0.07
+.002
–.003
)
0.40±0.05
(.016±.002)
1PIN CORNER
(C0.30(C.012))
(TYP)
0.75±0.05
(.030±.002)
0.02
(.001
C
+0.03
–0.02
+.001
–.001
(0.20(.008))
)
2009-2010 FUJITSU SEMICONDUCTOR LIMITED C32071S-c-1-2
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/
48
DS04–27265–6
MB39A132
■ 本版での主な変更内容
変更箇所は , 本文中のページ左側の|によって示しています。
ページ
場所
変更内容
27
■ 応用回路例
注釈を削除
28
・部品表
記号「D1」を変更
33
■ アプリケーションノート
・フライバックダイオードの選択
内容を変更
DS04–27265–6
49
MB39A132
■ 目次
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
50
ページ
概 要 ........................................................................................................................................................ 1
特長 ......................................................................................................................................................... 1
アプリケーション ................................................................................................................................. 2
端子配列図 ............................................................................................................................................. 2
端子機能説明 ......................................................................................................................................... 3
ブロックダイヤグラム ......................................................................................................................... 4
絶対最大定格 ......................................................................................................................................... 5
推奨動作条件 ......................................................................................................................................... 6
電気的特性 ............................................................................................................................................. 7
標準特性 ................................................................................................................................................. 11
機能説明 ................................................................................................................................................. 13
充電電圧の設定方法 ............................................................................................................................. 18
充電電流の設定方法 ............................................................................................................................. 19
動的制御充電について ......................................................................................................................... 21
ソフトスタート時間設定方法 ............................................................................................................. 22
負荷急変時過渡応答 ............................................................................................................................. 23
Current Amp1, Current Amp2 および Error Amp1, Error Amp2 を使用しない場合の処理方法 ..... 24
入出力端子等価回路図 ......................................................................................................................... 25
応用回路例 ............................................................................................................................................. 27
アプリケーションノート ..................................................................................................................... 30
参考データ ............................................................................................................................................. 41
使用上の注意 ......................................................................................................................................... 44
オーダ型格 ............................................................................................................................................. 45
評価ボードオーダ型格 ......................................................................................................................... 45
RoHS 指令に対応した品質管理 ( 鉛フリーの場合 ) ......................................................................... 46
製品捺印 ( 鉛フリー品の場合 ) ............................................................................................................ 46
製品ラベル ( 鉛フリー品の例 ) ............................................................................................................ 46
MB39A132WQN 推奨実装条件 ............................................................................................................ 47
パッケージ・外形寸法図 ..................................................................................................................... 48
本版での主な変更内容 ......................................................................................................................... 49
DS04–27265–6
MB39A132
MEMO
DS04–27265–6
51
MB39A132
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
Similar pages