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12V 系中間バス用 POL コンバータモジュール
BR211
2016年1月7日
概要
BR 211は、高速負荷応答、および、セラミックキャパシ
タ対応の低電圧大電流POLコンバータモジュールです。
デザイン・フリーの12V系中間バス用 POL コンバータと
してご使用いただけます。
ピン配置
1
6
特長
Bottom view
ハイパワー
高効率
47.5mm×26.0mm×9.6mmH
PMBus 対応
21
20
7
8
19
9
主要スペック
使用温度範囲
入力電圧範囲
出力電流範囲
出力電圧
回路方式
:-40~+85℃
:DC9~13.2V
:0~80A 出力電流範囲
:0.6~2.0V
:同期整流型降圧チョッパ
インターリーブ制御
過電流保護機能
入力電圧、出力電圧、電流・温度の監視機能
シーケンス制御
端子接続
Pin Assignment
Pin
Symbol
Function
1,6
Vin
2,5
PGND
3,4
Vout
7
SMBALERT
PMBus_アラーム端子
8
CLK
PMBus_CLK 端子
10
DATA
11
ADDR0
アドレス端子0
12
ADDR1
アドレス端子1
13
CNTL
CNTL 端子
16
TRIM
出力電圧トリム端子
17
SGND
シグナル GND 端子
18
Vs-
-出力センス端子
20
Vs+
+出力センス端子
21
9,14
15,19
PG
Power Good 端子
GND
放熱用 GND 端子
+入力端子
入出力用パワーGND 端子
+出力端子
PMBus_DATA 端子
アプリケーション
通信機器
サーバー
その他
パッケージ
応用回路例
Vpg(5V)
1.0V 80A
12V
BR211
VIN
Vin
POWER
GOOD
PG
TRIM
Vs+
Vout
DATA
CLK
SMBALERT
CNTL
VOUT
DATA
CLK
SMBALERT
CNTL
ADDR0
ADDR1
SGND
PGND GND Vs-
GND
Rev.0.07
サンケン電気株式会社
1
12V 系中間バス用 POL コンバータモジュール
BR211
2016年1月7日
1.環境条件
-40~+85℃
-40~+85℃
20%~85%(結露なきこと)
10%~95%(結露なきこと)
1-1.使用温度範囲
1-2.保存温度範囲
1-3.使用湿度範囲
1-4.保存湿度範囲
2.絶対最大定格
Pin
symbol
1,6
Vin
7
PG
13
CNTL
絶対最大定格
14.4V
7.0V
シンク電流7mA
7.0V
3.製品仕様(特記なき場合の条件 Ta=25°C)
定格
項目
記号
単位
Min.
Typ.
Max.
入力電圧範囲
Vin
9.0
12.0
13.2
V
出力電圧 ※3
Vout
0.6
-
2.0
V
出力電流
Iout
0
-
80
A
出力電圧精度
Vout tol
-2.0
-
2.0
%Vout
リップル電圧
Vrip
-
10
50
mVp-p
効率
Eff
-
87.6
-
%
動作周波数
Frq
-
200
-
kHz
過電流保護
OCP
-
110
-
A
入力コンデンサ ※1
Cin
80
-
5000
µF
出力コンデンサ ※2
Cout
800
-
12000
µF
立ち上がり時間
Tr
-
2.6
-
ms
起動遅延時間
Td
-
1.4
-
ms
Trcd
-
1.4
-
ms
Weight
-
18
-
g
mm
ON/OFF 起動遅延時間
重量
条件
Rtrim で調整
温度ディレーティング有り
但し、出力電力96W 以下
Vin=9.0V ~ 13.2V 、 Iout=0 ~
80A、
Rtrim=0.5%精度
BW=20MHz、Vout=1.0V
Iout=0~80A、Cout=800uF
リップル端子端100uF 付加
Vin=12V、Iout=80A、Vout=1.0V
Hiccup mode、Vout=1.0V
入力電圧が理想的な電圧源で有
る場合
入力電圧が理想的な電圧源で有
る場合(立ち上がり時間がデフォ
ルト値の場合)
Cout_max は Vout=1.2V 以下
Vout=10~90%
CNTL : High で Vin が投入され
てから、Vout=10%までの時間
Vin High かつ CNTL Low ⇒
High に変わってから、
Vout=10%までの時間
W×D×H
47.5 × 26.0 × 9.6
外形寸法
許容誤差含まず
※1 外付け入出力コンデンサの GND は POL コンバータの GND 端子(2ピン、5ピン)端子の近くに置いてください。
負荷の接続は、Vout ピン(3ピン,4ピン)と GND ピン(2ピン、5ピン)を使用してください。
(10-2.推奨フットパターン参照)
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4.インターフェース特性
項目
コメント
シンボル
Vout の PGOOD 上限
Vout の PGOOD 下限
CNTL 端子をオープンで
POL コンバータが ON する。
GND にプルダウンすると、
POL コンバータが OFF する。
PGH HIGH
Power Good
PGL LOW
CNTL 端子
Hi 電圧
CNTL 端子
Lo 電圧
VIH
VIL
Min.
-
値
Typ.
+12.5
-12.5
Max
-
2.1
-
-
-
-
0.8
単位
%Vout
V
5.一般特性(Ta=25℃
℃)
5.一般特性(
BR211効率
BR211効率 Vin=12V Vout=1.0V
100
90
80
効率(%)
70
60
50
Vin=9.0V
40
Vin=12.0V
30
Vin=13.2V
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
負荷電流 Iout(A)
6.ディレーティング
6-1.
-1.温度ディレーティング
温度ディレーティング
BR211 Vin=12V Vout=1.0V
100
●はメイン部品の測定点
90
80
70
Iout[A]
60
50
40
30
2.0m/s
20
1.5m/s
10
0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
風向き
Ta[℃
℃]
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7.オペレーティングインフォメーション
7-1.Power
Good (PG 端子)
7-1.
端子
出力電圧のしきい値(PGH HIGH と PGL LOW)の範囲内
出力電圧のしきい値(PGH HIGH と PGL LOW)の範囲外
: PG 端子はオープン
: PG 端子は GND に接続
BR211
Vpg(5V)
PG
Power Good
PGND
GND
7-2.出力センシング
出力センス端子 Vs+、Vs-を負荷に接続することによって、出力電圧低下を補うことができます。
BR211
Vout
Vs+
Load
PGND VsCout
出力センス端子を出力電圧ラインに接続するときに、LC フィルタの出力に接続しないでください。
正常に動作しない可能性があります。
<注意>
出力センス端子を使用しないときは、それぞれ Vout 端子、PGND 端子に直接接続してください。
7-3.CNTL
端子
7-3.
CNTL 機能を使うことによって、入力電圧の接続に関わらずこの製品の動作を OFF することができます。
CNTL 端子(13ピン)⇒Open 時:出力電圧 ON
CNTL 端子(13ピン)⇒GND 接続時:出力電圧 OFF
BR211
<注意>
CNTL 端子は POL コンバータ内部でプルアップされてお
り、6.5V が出力されているので
このピンに外部から電圧を供給しないでください。
CNTL
PGND
※必ず FET 等のスイッチ素子とは1対1で接続願います。また、外部電源からのプルアップは出来ません。
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7-4.Rtrim
定数参考値
-4.
外付け抵抗 Rtrim は、TRIM 端子と SGND 端子間に接続してください。
Rtrim 抵抗値計算例※
Vout[V]
Rtrim[Ω]
2.00
4286
1.80
5000
1.50
6667
1.25
9231
1.20
10000
1.15
10909
1.00
15000
0.90
20000
0.70
60000
0.60
Open
※Rtrim の抵抗を変えることにより、Vout を変更できます。
計算式
Rtrim = 0.6 × 10000 / ( Vout - 0.6 )
7-5.リセットコンディション
全ての機能をリセットするためには、Min.100ms 入力電圧を7V 以下にセットするか、
Min.10ms CNTL ピンを0.8V 以下にしてください。
Input Voltage
[V]
Max. 7V
Min. 100ms
0
time[ms]
0
CNTL Pin
Voltage [V]
Max. 0.8V
Min. 10ms
0
0
Rev.0.07
time[ms]
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5
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8.テストサーキット
8-1.測定回路
Vpg(5V)
100uF×8
10uF×8
1.0V 80A
12V
BR211
VIN
1,6Vin
POWER
GOOD
21PG
16TRIM
11ADDR0
12ADDR1
20Vs+
3,4Vout
VOUT
DATA
CLK
SMBALERT
CNTL
10DATA
8CLK
7SMBALERT
13CNTL
18Vs-
2,5
9,14,15,19
17SGND PGND GND
GND
8-2.リップル電圧測定方法
同軸ケーブル:1.5D2V(50Ω) L=1.5m
周波数帯域20MHz
オシロスコープ
50mm
t
u
o
V
n
i
V
n
i
V
Cin
Cout
T
Ceramic Capacitor
100uF
BR211
Z=1MΩ
D
N
G
セラミックコンデンサはプロ
ーブの近くに付けてください 。
T:ターミネータ
計測技研 TRC-50F
50Ω 等価回路
1mm
10nF
Vrip
負荷
Switching
Period
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6
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9.外形寸法
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・吸着ポイントについて
12mm
12mm
吸着推奨箇所:破線丸印
10-1
10-1.フットプリント寸法
-1.フットプリント寸法
底面視図
本図面の寸法公差は、=±0.1mm です。
ご使用にあたっては、実際の実装時のばらつきを考慮した寸法に調整してお使い下さい。
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10-2.
0-2.推奨フットパターン
推奨フットパターン
Bottom view
9
19
・
7
21
GNDパターン
・
・
6
1
Cin
Cout
Cout
Cin
・
Vin
GND
Vout
Vout
GND
Vin
外付けの入出力コンデンサは、1ピン~6ピンの
近くにそれぞれ配置し、POL コンバータの
GND 端子(2ピン、5ピン)端子の近くに配線
してください。
グランドパターンの負荷への配線は、PGND
端子(2ピン、5ピン)から配線してください。
9ピン、14ピン、15ピン、19ピンは放熱用
GND なので、 装置基板の GND パターンに直
接接続しないでください。左図の推奨パターン
のように2ピンと5ピンを介して接続してくださ
い。
7~8ピン、10~13ピン、16~18ピン、20~
21ピンの制御端子は、GND パターンとは非
導通としてください。
装置側
GND
11.推奨リフロープロファイル
Temp (℃)
BR211のリフローはんだ付け推奨条件を下記に示します。
記号
用語
条 件
T1
プリヒート温度(Low)
150~170℃
T2
プリヒート温度(Hi)
180~200℃
t2
プリヒート時間
60~120 sec.
T3
本加熱温度2
220℃
t3
本加熱時間2
70 sec.以内
Tmax
リフローピーク温度
245℃10sec.以内
Tmax
T3
T2
T1
t2
t3
Time (s)
12.PMBus
機能
12.
PMBus 通信が可能です。詳細についてはお問い合わせください。
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使用上の注意
保管環境、特性検査上の取り扱い方法によっては信頼度を損なう要因となりますので、
注意事項に留意されますようお願いいたします。
保管上の注意事項
● 本製品は吸湿管理レベルは MSL3です。
● 防湿梱包を開封した後は、保管温度30℃以下、保管湿度60%RH 以下で1週間以内にご使用ください。
● 製品を使用せず保管する際には、製品が吸湿しないようにシリカゲル等の防湿剤とともに再度防湿
に封止して保管してください。
● 防湿梱包を開封後、温度30℃以下、湿度60%RH 以下の条件下で、1週間を超えた場合は、
ベーキングを実施してください。推奨ベーキング条件は、125℃24時間です。
● 製品の梱包は耐熱品ではありません。ベーキングはできませんのでご注意ください。
特性検査、取り扱い上の注意事項
● 受入検査等で特性検査を行う場合は、測定器からのサージ電圧の印加、端子間ショートや誤接続
等に十分ご注意ください。また定格以上の測定は避けてください。
● 過負荷状態でのご使用は、故障の原因となりますのでおやめください。
● 入力電圧は、定格入力電圧範囲内でご使用ください。
静電気破壊防止のための取扱注意
● モジュールを取り扱う場合は、人体アースを取ってください。人体アースはリストストラップ等を
用い感電防止のため、1MΩ の抵抗を人体に近い所へ入れてください。
● モジュールを取り扱う作業台は導電性のテーブルマットやフロアマット等を敷きアースを取って
ください。
● カーブトレーサーなどの測定器を使う場合、測定器もアースを取ってください。
● はんだ付けをする場合、はんだごてやディップ槽のリーク電圧がモジュールに印加されるのを防ぐ
ため、はんだごての先やディップ槽をアースしてください。
● モジュールを入れる容器は、弊社出荷時の容器を用いるか、導電性容器やアルミ箔等で、
静電対策をしてください。
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注意書き
本資料に記載している内容は、改良などにより予告なく変更することがあります。
ご使用の際には、最新の情報であることを確認してください。
本書に記載している動作例および回路例は、使用上の参考として示したもので、これらに起因する弊
社もしくは第三者の工業所有権、知的所有権、その他の権利の侵害問題について弊社は一切責任を
負いません。
弊社は品質、信頼性の向上に努めていますが、半導体製品では、ある確率での欠陥、故障の発生は
避けられません。製品の故障により結果として、人身事故、火災事故、社会的な損害などが発生しな
いよう、使用者の責任において、装置やシステム上で十分な安全設計および確認を行ってください。
本書に記載している製品は、一般電子機器(家電製品、事務機器、通信端末機器、計測機器など)に
使用することを意図しております。
高い信頼性を要求する装置(輸送機器とその制御装置、交通信号制御装置、防災・防火装置、各種
安全装置など)への使用を検討する場合は、必ず弊社販売窓口へ相談してください。
極めて高い信頼性を要求する装置(航空宇宙機器、原子力制御、生命維持のための医療機器など)
には、弊社の文書による合意がない限り使用しないでください。
弊社の製品を使用、またはこれを使用した各種装置を設計する場合、定格値に対するディレーティン
グをどの程度行うかにより、信頼性に大きく影響します。
ディレーティングとは信頼性を確保または向上するため、各定格値から負荷を軽減した動作範囲を設
定したり、サージやノイズなどについて考慮したりすることです。ディレーティングを行う要素には、一般
的に電圧、電流、電力などの電気的ストレス、周囲温度、湿度などの環境ストレス、半導体製品の自
己発熱による熱ストレスがあります。これらのストレスは、瞬間的数値、あるいは最大値、最小値につ
いても考慮する必要があります。
なおパワーデバイスやパワーデバイス内蔵 IC は、自己発熱が大きく接合部温度のディレーティング
の程度が、信頼性を大きく変える要素となるので十分に配慮してください。
本書に記載している製品の使用にあたり、本書記載の製品に他の製品・部材を組み合わせる場合、
あるいはこれらの製品に物理的、化学的、その他何らかの加工・処理を施す場合には、使用者の責任
においてそのリスクを検討の上行ってください。
本書記載の製品は耐放射線設計をしておりません。
弊社物流網以外での輸送、製品落下などによるトラブルについて、弊社は一切責任を負いません。
本書記載の内容を、文書による当社の承諾なしに転記複製を禁じます。
「本製品は、PAI Capital L.L.C からライセンスされた技術を使用しています。
この技術は、同社が保有する米国特許 7,000,125 を含む世界各国の特許によって保護されておりま
す。」
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