elm600 series

ELM600xB 1A 1.5MHz 高効率 同期整流 PWM 降圧 DC/DC コンバータ
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■概要
ELM600xB は電流モード制御 1.5MHz固定周波数で動作する高効率の同期整流降圧 PWM 型 DC/DC
コンバータです。 同期整流方式のため外部ダイオードは不要です。 内部消費電流は 100μAで動作し、シャッ
トダウン電流は1μA 以下です。 入力 2.5V から 5.5V で動作し、 1A の出力電流を 0.6V までの設定電圧に
レギュレーションします。
スイッチング周波数は 1.5MHz のため小型の面実装コイルとコンデンサを使用可能です。 入力電圧が設
定出力電圧より低い場合、 スイッチデューティ比は連続 ON、 最大 100% です。
■特長
■用途
• 電流モード制御
• 過熱保護、 短絡保護
• 携帯電話
• PDA、 スマートホン
• 固定周波数 • 出力電流 • 高効率 : Typ.1.5MHz
: 1A
: Max.95%
• MP3 プレーヤ
• デジタルカメラ
• 無線 LAN、 DSL カード
• シャットダウン電流
: Max.1μA(Ven=0V, Vin=5.5V)
• 動作入力電圧 : 2.5V ~ 5.5V
• 消費電流 : Typ.110μA(発信停止時)
• デューティ比制御
• パッケージ
• マイコン、 DSP 用電源
• 携帯機器
: 0 ~ 100% ( ドロップアウト時 )
: DFN6-2x2, TSOT-25
■絶対最大定格値
項目
VIN 電源電圧
SW 端子印加電圧
EN 端子印加電圧
FB 端子印加電圧
SW ピーク電流
記号
Vin
Vsw
Ven
Vfb
Isw
容許損失
Pd
動作温度
保存温度
Top
Tstg
規格値
-0.3 ~ +6.0
GND-0.3 ~ Vin+0.3
GND-0.3 ~ Vin+0.3
GND-0.3 ~ Vin+0.3
3.0 (*2)
1000 (DFN6-2x2) (*3)
600 (TSOT-25) (*3)
-40 ~ +85
-65 ~ +150
単位
V
V
V
V
A
mW
℃
℃
* 1. 上記定格を超えるストレスは、デバイスの信頼性に影響を与える可能性があります。
* 2. 出力電流は許容損失の定格を超えないようご注意ください。
* 3. ガラスエポキシ両面基板( EIJ/JEDEC 標準サイズ : 76.2mm × 114.3mm × 1.6mm) 銅箔の厚さ 35μm、
銅箔面積率 表面 20%, 裏面 100% に実装した場合。
Rev.1.0
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ELM600xB 1A 1.5MHz 高効率 同期整流 PWM 降圧 DC/DC コンバータ
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■セレクションガイド
ELM600xB-x
記号
a
パッケージ
b
製品バージョン
c
テーピング方向
G: DFN6-2x2
L: TSOT-25
B
N:DFN6-2x2(パッケージ ファイル参照)
S:TSOT-25(パッケージ ファイル参照)
ELM600 x B - x
↑↑ ↑
a b c
( 注) テーピング方向は一種類のみ
■端子配列図
DFN6-2x2(TOP VIEW)
DFN6-2x2(BOTTOM VIEW)
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
端子番号
1
2
3
4
5
6
Exposed Pad
端子記号
NC
EN
VIN
SW
GND
FB
NC
ピン説明
内部接続なし
イネーブル制御入力
電源入力
スイッチ出力
グラウンド
フィードバック入力
内部接続なし
TSOT-25(TOP VIEW)
端子番号
1
2
3
4
5
端子記号
EN
GND
SW
VIN
FB
ピン説明
イネーブル制御入力
グラウンド
スイッチ出力
電源入力
電圧フィードバック
Rev.1.0
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ELM600xB 1A 1.5MHz 高効率 同期整流 PWM 降圧 DC/DC コンバータ
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■標準回路図
Vin
L=2.2μH
●
VIN
●
C1=
4.7μF
C5
Vout
SW
●
GND
●
EN
FB
●
C6
C2=
10μF
●
C4
R2
R3
●
C3
R1
ELM600xB
●
●
●
Vin
Vout=Vfb × (1+R1/R2)
with R1 = 300k for typical application,
and C3 should be in the range between 10pF and 47pF for component selection.
■ブロック図
VIN
Slope Comp
Shut down
control
Current
Sense
Amplifier
Reference
UG
M1
+
_
0.6V
FB
●
●
PWM
Logic
PWM
Comparator
Error
Amplifier
Oscillator
LG
● ●
SW
●
GND
M2
Clock
DCC
Zero-current
Comparator
+
_
EN
●
+
_
Rev.1.0
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ELM600xB 1A 1.5MHz 高効率 同期整流 PWM 降圧 DC/DC コンバータ
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■電気的特性
特記無き場合 , Vin=5V, Vout=1.8V, L=2.2μH, Cout=10μF, Top=25℃
記号
条件
Min. Typ. Max. 単位
電源電圧
Vin
2.5
5.5
V
△Vout
出力電圧ラインレギュレーション
Vin=2.5V ~ 5.5V
-3
+3
%/V
△Vin
出力電圧負荷レギュレーション
Vlr
-3
+3
%
リファレンス電圧
Vref For adjustable Vout
0.588 0.600 0.612 V
シャットダウン電流
Is
Ven=0V, Vin=6V
0.1
1.0
μA
Ven=Vin, Vfb=Vref × 1.1
消費電流
Iq
110
μA
スイッチングなし
Ven=0V, Vsw=0V or Vin
SW リーク電流
Ileak
-1
1
μA
Vsw=0V or 6V
PMOSFET オン抵抗
RdsonP Isw=100mA
250
mΩ
NMOSFET オン抵抗
RdsonN Isw=-100mA
200
mΩ
デューティサイクル =100%
PMOSFET 電流制限
IPcl
2
A
電流パルス幅 <1ms
発振周波数
Fosc
1.2
1.5
1.8 MHz
サーマルシャットダウン閥値
Ts
160
℃
EN 高レベル入力電圧
Venh -40℃≦ Top ≦ +85℃
1.5
V
EN 低レベル入力電圧
Venl -40℃≦ Top ≦ +85℃
0.4
V
EN 入力電流
Ien
Ven=0V ~ Vin
-1
1
μA
項目
■マーキング
DFN6-2x2
�����
�����
マーク
a~f
内容
組み立てロット番号 :
0~9&A~Z
TSOT-25
マーク
a~e
内容
組み立てロット番号 :
0~9&A~Z
Rev.1.0
7 - 4
ELM600xB 1A 1.5MHz 高効率 同期整流 PWM 降圧 DC/DC コンバータ
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■動作説明
ELM600xB は固定周波数で動作する電流モード制御の PWM 降圧 DCDC コンバータです。 高効率と高
密度実装が要求される、 リチウムイオン電池など低電圧電源を使用する電子機器向けに設計されています。
出力電圧は外部分圧抵抗により0.6V から 6V の範囲で設定可能です。 高効率動作のため内部にはスイッ
チ素子と同期整流素子が内蔵されており、 外部ショットキーダイオードは不要です。 降圧型 DCDC コンバー
タのデューティ比 D は以下のように定義されます。 ELM600xB は 100% デューティ比まで動作します。
D = Ton × Fosc × 100% ≈ (Vout/Vin) × 100%
(Ton = スイッチのオン時間、 Fosc = 発振周波数 =1.5MH z、 Vout = 出力電圧、 Vin = 入力電圧 )
1) 電流モード制御 PWM
スロープ補償付き電流モード制御 PWM は安定したスイッチングと、 スイッチサイクルごとの電流制限動作
によりすぐれた入力変動負荷変動応答性、 内部スイッチ素子と同期整流素子の保護が可能です。 スイッチ
サイクルごとに PWM コンパレータは誤差電圧の帰還量に応じてコイルのピーク電流を変化させて負荷への
電力供給量を調整します。 通常の動作状態では、 内部発振器の立ち上がりに同期して内部スイッチ素子は
ある時間オンしてコイルの電流を増加させます、 そしてコイルピーク電流が誤差電圧を超えたところで内部ス
イッチはオフします。 内部スイッチがオフしたのちに同期整流トランジスタがオンします。 つぎのスイッチサイク
ルに入るまであるいはコイル電流がゼロになるまでオン状態を維持します。 軽い負荷の時はパルスをスキッ
プして効率を改善します。
2) ドロップアウト動作
入力電圧が出力設定電圧以下に低下したときは、 ELM600xB はデューティ比を増加させて、 主スイッチト
ランジスタを 1 スイッチサイクル期間以上オンしつづけることが可能です。 デューティ比が 100% に達すると、
主スイッチトランジスタは電流制限のかかるまで出力に電流を供給するために連続でオンします。 この時、 出
力電圧は入力電圧から主スイッチとコイルの電圧降下分を引いた電圧となります。
3) ショート保護
ELM600xB はショート保護回路を内蔵しています。 出力ピンがグランドにショートしたとき、 発振周波数を
低下させ、 主スイッチトランジスタの電力制限を利用してショート電流を制限します。 発振周波数はショート
条件から回復してフィードバック電圧が0.6V に戻ると通常の値に復帰します。
4) 最大負荷電流
ELM600xB は入力電圧2.5V まで動作します。 しかし最大負荷電流は入力電圧低下にともない主スイッチ
と同期整流トランジスタのオン抵抗増加による IR ロス増加により減少します。 スロープ補償信号はデューティ
比が 50% 以上のときサブハーモニック発振を防ぐためにコイル電流のピーク値を減少させます。 逆にデュー
ティ比が減少するとピーク電流制限値は増加します。
Rev.1.0
7 - 5
ELM600xB 1A 1.5MHz 高効率 同期整流 PWM 降圧 DC/DC コンバータ
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■標準特性
Iout-Efficiency
Iout-Vout
Vin=5V, Vout=1.8V
100
1.88
90
1.86
80
1.84
70
Eefficiency (%)
Vout (V)
1.90
1.82
1.80
1.78
1.76
60
����
50
����
40
30
1.74
20
1.72
1.70
0.1
10
0
0.1
1
10
100
1000
10000
Vin=5V
1
10
100
1000
10000
Iout (mA)
Iout (mA)
Shutdown
Startup
Vin=5.0V, Vout=1.8V, Iload=1A
Vin=5.0V, Vout=1.8V, Iload=1A
Vin
5V/div
Vin
5V/div
Ven
5V/div
Ven
5V/div
Vout
1V/div
Vout
1V/div
Isw
1A/div
Isw
1A/div
10μs/div
200μs/div
Load Transient
Output Ripple
Vin=5.0V, Vout=1.8V, Iload=0.05A~1A
Vin=5.0V, Vout=1.8V, Iload=1A
Vout
50mV/div
Vout
10mV/div
Isw
1A/div
1L
1A/div
200μs/div
500ns/div
7 - 6
Short Protection/Current limit
Vin=5.0V, Vout=1.8V, Iload=0A~short
Rev.1.0
Ven
5V/div
Vin
5V/div
Vout
1V/div
Ven
5V/div
Isw
1A/div
Vout
1V/div
Ven
5V/div
Startup
Vin=5.0V, Vout=1.8V, Iload=1A
Vout
1V/div
Vin
5V/div
Shutdown
Vin=5.0V, Vout=1.8V, Iload=1A
Ven
PWM 降圧 DC/DC コンバータ
ELM600xB 1A 1.5MHz 高効率 同期整流
5V/div
Isw
Isw
1A/div
1A/div
Vout
1V/div
200μs/div
Isw
1A/div
Vin=5.0V, Vout=1.8V, Iload=0.05A~1A
10μs/div
Load Transient
Output Ripple
Vin=5.0V, Vout=1.8V, Iload=0.05A~1A
Vin=5.0V, Vout=1.8V, Iload=1A
Vout
10mV/div
Vout
50mV/div
Isw
1A/div
Vout
10mV/div
1L
Vout
1A/div
50mV/div
200μs/div
500ns/div
1L
1A/div
Short Protection/Current limit
Vin=5.0V, Vout=1.8V, Iload=0A~short
500ns/div
Vout
1V/div
10μs/div
Load Transient
Output Ripple
Vin=5.0V, Vout=1.8V, Iload=1A
200μs/div
Isw
1A/div
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200μs/div
Short Protection/Current limit
Vin=5.0V, Vout=1.8V, Iload=0A~short
Vout
1V/div
Isw
2A/div
Isw
2A/div
200μs/div
200μs/div
Rev.1.0
7 - 7
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