AK7956A

[AK7956A]
AK7956A
青色レーザ用 DC-DC コンバータ IC
概
要
本製品は、パワーMOSFET 内蔵で、PWM 制御方式により出力電圧をコントロールし、入力電圧 4.5
~5.5V を、青色レーザダイオードに必要な 6~12V までに変換する同期整流方式の CMOS チョッパ型
昇圧 DC-DC コンバータです。出力電圧は、外部からのアナログ電圧に応じて可変することができます。
外付けショットキーダイオードを不要とし、スタンバイ時、出力を GND レベルにできる機能も備え、
小型パッケージで省スペースを実現できます。
特
長
■
■
■
入力電圧範囲(VIN)
使用温度範囲
昇圧出力電圧(VOUT)
■
制御方式
■
■
■
■
■
出力電流(Iout)
低消費電流
出力遮断用 Tr 内蔵
スタンバイ機能
省スペース
■
内部発振周波数
最大 125mA(@VOUT=9V、85℃以下)
スタンバイ時 1μA typ.
出力回路を遮断(スタンバイ時、出力は GND レベル)
昇圧動作を停止、
(発振回路、基準電圧発生回路停止)
外付のスイッチング Tr および
ショットキーダイオード不要
小型昇圧 DC-DC コンバータを実現可
1250KHz
■
効率
90% (VIN=5V、出力 8V、100mA)
■
低リップル
20mVpp 以下(50mA、8V)
100mVpp 以下(150mA、8V)
■
■
■
■
■
基準電圧内蔵
ソフトスタート機能、出力放電機能内蔵
パッケージ
USON 8 ピン
用途
青色レーザダイオード用電源
保護機能
過電流(短絡)、過昇圧、温度保護機能
MS1255-J-02
4.5V~5.5V
-40~85℃
6V~12V
出力電圧は入力電圧(AIN)の 6 倍
AIN 入力変化に対する、出力応答がスムーズ
PWM の同期整流制御方式
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ブロック図
10uH
VCOIL
6~ 12V
VOUT
VIN
PWM
4.5~5.5V
Iout
10uF
OVL
Current
Slope
Limit
Compensa tion
22uF
OSC
Current
Mir ror
AIN
REF
1.0~ 2.0V
DVSS
AVSS
STN
図1
ブロック図
ピン配置
AIN
STN
AVSS
VOUT
1
2
3
4
8
7
6
5
VIN
DVSS
VCOIL
VCOIL
8pin USON
図2
MS1255-J-02
ピン配置図
2
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LDD
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ピン/機能
ピン No.
ピン名
I/O
1
AIN
I
アナログ入力ピン
2
STN
I
スタンバイピン
3
AVSS
-
内部回路用グラウンドピン
O
機能
L:スタンバイ、H:通常
昇圧電圧出力ピン
(内部で 600kΩ で Vss に接続されています。
)
4
VOUT
5
VCOIL
I
チョークコイル接続ピン
6
VCOIL
I
チョークコイル接続ピン
7
DVSS
-
スイッチング用グラウンドピン
8
VIN
-
電源電圧ピン
絶対最大定格
(AVSS=DVSS=0V; Note 1)
Parameter
Symbol
Min
Max
Units
Power Supply
VIN
−0.3
6.5
V
出力 pin
VOUT
−0.3
25
V
STN,AIN
Vind
−0.3
VDD + 0.3
V
保存温度
Tstg
−55
150
°C
許容損失(Note2)
Pd
1700
mW
Note 1. 電圧は全てグラウンドピンに対する値です。この値を超えた条件で使用した場合、デバイスを破壊
することがあります。 また、通常の動作は保証されません。
Note2. サイズ 76.2x114.3mm, t=1.6mm、材質FR4の4層基板(JDEC51-7準拠)に実装(裏面タブも接続)
し、無風条件で、周囲温度25℃の場合。 温度による許容損失特性は下記を参照ください。
許容損失特性
Tj=125℃ライン
Tj=150℃ライン
2500
許容損失(mW)
2000
1500
1000
500
0
0
10
20
30
40
50
温度(℃)
60
70
80
90
図3 許容損失
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推奨動作条件
(AVSS=DVSS=0V; Note 1)
Parameter
Symbol
Min
Typ
Max
Units
Power Supply
VIN
4.5
5.0
5.5
V
周囲温度
Top
-40
85
℃
Note1: 本データシートに記載されている条件以外のご使用に関しては、当社では責任を負いかねますの
で、十分ご注意下さい。
アナログ特性
Parameter
AIN入力電圧範囲
出力電圧
最大負荷電流
スタンバイ時消費電流
ラインレギュレーション
ロードレギュレーション
出力電圧変動
負荷変動応答時間
スイッチング周波数
ソフトスタート時間
AIN to Vout 応答1
AIN to Vout 応答2
効率
出力コンデンサ放電時間
平均入力電流1
平均入力電流2
コイルカレントリミット
AINパワーダウン解除レベル
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特記無き場合は、Ta=25°C, VIN=5V, L=10μH, Ci=22μF, Co=10μF
Symbol Condition
Min
Typ
Max
Units
Vain
1.0
2.0
V
Vout
Iout=50mA, AIN=1.0V
5.82
6.0
6.18
V
Iout=50mA, AIN=2.0V
11.64
12.0
12.36
Iout
AIN=1.5V
125
mA
SIdd
Vpd = 0V
1
μA
VIN=4.5Vto5.5V
100
mVpp
Vli
AIN=1.5V, Iout=100mA
Iout=50mA to 125mA
100
mVpp
Vlo
AIN=1.5V
AIN=1.5V,
Vrip
200
mV0p
Iout=50mA⇔125mA
AIN=1.5V
Iout=50mA→125mA
Tres1
100
μs
(Note1)
AIN=1.5V
Iout=125mA→50mA
Tres2
200
μs
(Note1)
fosc
1100
1250
1400
kHz
AIN=1.5V,無負荷、
Tss
1
ms
VOUT最終値の
+/-200mV
AIN=1.0→1.5V、
dVsett
1
ms
Iout=50mA, VOUT最終
値の±200mV
AIN=1.5→1.0V、
dVsett
2
ms
Iout=50mA, VOUT最終
値の±200mV
VIN=5V, AIN=1.33V 、
Effi1
90
%
Iout=100mA
Vin=5V, AIN=1.5V、
Effi2
80
%
Iout=125mA
Tdc
VOUT=11V→0V
100
ms
Iinlim1
770
mA
Ta:室温
Iinlim2
800
mA
Note3 全温度
Ilim
600
mA
-
Vaindh STN=VIN
0.9
−
VIN
V
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Parameter
AINパワーダウンレベル Note2
AIN入力インピーダンス
STNハイレベル入力電圧
STNローレベル入力電圧 Note2
Symbol
Vainpdl
Rain
Vpdh
Vpdl
STN入力リーク電流
Note1
Note2
Note3
Condition
STN=VIN
Icel
Min
Typ
−
Max
0.3
Units
V
kΩ
Digital Input
100
1.1
−
−
−
VIN
0.4
V
STN=VIN
−10
0
+10
μA
:
:
Vout±0.1Vへの収束時間
AINがパワーダウンレベルの場合、STN=Hでも、パワーダウンです。
また、STN=Lの場合、AINによらずパワーダウンです。
: テストは室温で行いますが、推奨温度範囲、動作電圧条件において設計保証します。
外部接続素子推奨例
Component
Symbol
Value
Type
Dimensions
Supplier
VLF5014S
4.8×4.6×1.4mm
株式会社TDK
Inductance
L
10μH
LPS5030
4.8×4.8×2.9mm
コイルクラフト
社
LPS6220
6.0×6.0×2.4mm
Capacitance
Ci
22μF
C3216JBJ226M
3.2×1.6×1.6mm
株式会社TDK
Capacitance
Co
10μF
C3225JB1E106K
3.2×2.5×2.5mm
株式会社TDK
上記外付け部品定数は、参考例として代表的な部品を示したものです。実際にご使用になる際には十分に検
証の上ご使用頂くようお願い致します。特に Co は DC バイアス特性の優れたタイプを選定ください。実効容
量が下がると安定性に問題が出る場合があります。
基本特性・機能
(1)効率カーブ(実測例、室温)
効率(Vout=8.0V)
VDD=5.5V
効率
VDD=4.5V
VDD=5.0V
100%
95%
90%
85%
80%
75%
70%
65%
60%
0
25
50
75
100
負荷電流 (mA)
125
150
図4 効率 vs 負荷電流
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(2)スタンバイ状態と出力電圧設定
出力電圧は、以下の式の通り、AIN 端子への外部アナログ電圧により決定されます。
VOUT 電圧
= 6 × AIN 電圧
AIN 電圧レベルは、1.0V から 2.0V を動作保証範囲とします。
動作開始(スタンバイ解除)は以下の 2 通りが可能です。
(電源電圧(VIN)が動作範囲内に到達後、スタンバイ解除するまでの時間は 1μs 以上としてください。)
1) STN 端子で、動作開始する場合は、STN=H とする前に AIN レベルを 1~2V の範囲としてください。
2) AIN 端子で、動作開始する場合は、STN=H とした状態で、AIN レベルをパワーダウンレベルから、
設定電圧(1~2V)に変更してください。
なお、スタンバイ時、VOUT は GND レベルに落ちるよう設計されています。
(3)ソフトスタート動作
立ち上がり時の突入電流を回避します。設定電圧(12V)に達するまでのオーバーシュートは、0.5V 以内です。
また、目的の電圧に達するまでの時間は、1ms 以内になります。(外付け部品は、図1による)
0.5V
[V ]
Output Voltage
400mV
Vout
1m s
T im e
図5
MS1255-J-02
t
[m sec ]
ソフトスタート動作
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(4)Ain 対 Vout 応答特性
AIN 対 Vout の応答特性は、最大 1ms です。
(AIN を 1.0V から 2.0V に変えた時、出力電圧が 6V から 12V になるまでの時間)
L から H、H から L とも滑らかに変化します。
(出力のオーバシュートアンダーシュートは±200mV 以内)
Ain
2→1V、Vin=5.0V、Iout=50mA
Ain
2→1V、Vin=5.0V、Iout=50mA
AIN 2V→1V
AIN 1V→2V
VOUT 6V→12V
VOUT 12V→6V
(外付け部品は図1による)
図6
出力電圧
応答特性
(5)保護機能
過電流保護、過昇圧保護、サーマルシャットダウン機能があります。
・過電流保護(ショート保護):過電流(コイルカレントリミット電流検出)または出力ショートにより、出力
電圧が入力電圧−0.5V 程度になった場合、スイッチングを停止し出力電流を制限します。(出力電圧が戻っ
た場合、ソフトスタートで自動復帰します。)
・過昇圧保護:出力電圧は AIN 電圧が 2.0V を超え、計算上出力電圧が 15V 以上の条件となった場合でも、
15V でクリップされて出力されます。
・サーマルシャットダウン機能:内部温度が 150℃(typ.)を超えた場合、スイッチングを停止します。
(温度低
下で自動復帰します。)
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マーキング図
(a)
マーケット番号
“7956A”
(b)
デートコード(3 桁表示)
Y
:西暦年下一桁(例 “2009 年” Æ “9”)
M
:月(10-12 月は X-Z で表記)
L
:製品毎に同一週ウェハロットの区別
(c)
インデックスピン位置表示
:
79 56A
マーケット番号
YML
デート コード
1pin 表 示
図7
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Package Marking (Top View)
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外形寸法図
(a)外形寸法図 USON
8pin(単位:ミリメートル)
2.60±0.05
C0.05
0.05
3.00±0.07
0.25±0.07
2.10±0.05
3.00±0.07
Φ0.05
M
S
0.05
図8
0.65
0.58+0.02/-0.03
0.30±0.05
S
Package 外形寸法図
(b)推奨フットパターン
図9 推奨フットパターン図
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(c)推奨基板パターン
AIN
STN
AVSS
3
4
8 VIN
7 DVSS
6 VCO IL
5 VCOIL
コンデンサ
VOUT
1
2
コンデンサ
コイル
図10 基板パターン例
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重要な注意事項
● 本書に記載された製品、および、製品の仕様につきましては、製品改善のために予告なく変更
することがあります。従いまして、ご使用を検討の際には、本書に掲載した情報が最新のもの
であることを弊社営業担当、あるいは弊社特約店営業担当にご確認ください。
● 本書に記載された周辺回路、応用回路、ソフトウェアおよびこれらに関連する情報は、半導体
製品の動作例、応用例を説明するものです。お客様の機器設計において本書に記載された周辺
回路、応用回路、ソフトウェアおよびこれらに関連する情報を使用される場合は、お客様の責
任において行ってください。本書に記載された周辺回路、応用回路、ソフトウェアおよびこれ
らに関連する情報の使用に起因してお客様または第三者に生じた損害に対し、弊社はその責任
を負うものではありません。また、当該使用に起因する、工業所有権その他の第三者の所有す
る権利に対する侵害につきましても同様です。
● 本書記載製品が、外国為替および、外国貿易管理法に定める戦略物資(役務を含む)に該当す
る場合、輸出する際に同法に基づく輸出許可が必要です。
● 医療機器、安全装置、航空宇宙用機器、原子力制御用機器など、その装置・機器の故障や動作
不良が、直接または間接を問わず、生命、身体、財産等へ重大な損害を及ぼすことが通常予想
されるような極めて高い信頼性を要求される用途に弊社製品を使用される場合は、必ず事前に
弊社代表取締役の書面による同意をお取りください。
● この同意書を得ずにこうした用途に弊社製品を使用された場合、弊社は、その使用から生ずる
損害等の責任を一切負うものではありませんのでご了承ください。
● お客様の転売等によりこの注意事項の存在を知らずに上記用途に弊社製品が使用され、その使
用から損害等が生じた場合は全てお客様にてご負担または補償して頂きますのでご了承下さい。
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