内置两个300 mA LDO的双通道、 3 MHz、1200 mA降压稳压器 ADP5034 产品特性 时，如果负载高于预定义阈值，则降压稳压器以PWM模 主要输入电压范围：2.3 V至5.5 V 两个1200 mA降压稳压器和两个300 mA LDO 24引脚4 mm × 4 mm LFCSP或28引脚TSSOP封装 稳压器精度： ±1.8% 工厂编程设置或外部可调的VOUTx 3 MHz降压工作，支持强制PWM模式和自动PWM/PSM模式 BUCK1/BUCK2：输出电压范围0.8 V至3.8 V LDO1/LDO2：输出电压范围0.8 V至5.2 V LDO1/LDO2：输入电源电压范围1.7 V至5.5 V LDO1/LDO2：高PSRR、低输出噪声 式工作。当负载电流降至预定义阈值以下时，稳压器以省 电模式(PSM)工作，以便改善轻负载效率。 表1. 该系列产品型号 型号 ADP5023 ADP5024 ADP5034 ADP5037 应用 ADP5033 适用于处理器、ASIC、FPGA和RF芯片组的电源 通道 2个降压、1个LDO 最大电流 800 mA, 300 mA 1.2 A, 2个降压、1个LDO 300 mA 1.2 A, 2个降压、2个LDO 300 mA 800 mA, 2个降压、2个LDO 300 mA 2个降压、2个LDO， 800 mA, 300 mA 带2个EN引脚 封装 LFCSP (CP-24-10) LFCSP (CP-24-10) LFCSP (CP-24-10), TSSOP (RE-28-1) LFCSP (CP-24-10) WLCSP (CB-16-8) 便携式仪器仪表和医疗设备 为降低输入电容要求，两个降压器以错相工作。ADP5034 空间受限设备 LDO的低静态电流、低压差和宽输入电压范围可延长便携 概述 式设备的电池使用时间。在频率高达10 kHz时，ADP5034 ADP5034集成两个高性能降压稳压器和两个低压差稳压器 LDO能保持60 dB以上的电源抑制性能，而所需的电压裕量 (LDO)，采用24引脚4 mm × 4 mm LFCSP或28引脚TSSOP封装。 则很低。 降压稳压器的高开关频率支持小型多层外部器件，并使电 ADP5034中的稳压器通过专用使能引脚激活。可调版本的 路板空间降至最小。当MODE引脚设置为高电平时，降压 默认输出电压可以在外部设置，固定电压版本的默认输出 稳压器以强制PWM模式工作。当MODE引脚设置为低电平 电压则可在工厂编程设置；预设值范围广泛。 典型应用电路 AVIN CAVIN 0.1µF 2.3V TO 5.5V HOUSEKEEPING VOUT1 VIN1 SW1 C1 4.7µF OFF ON BUCK1 EN1 EN1 FB1 PGND1 L1 1µH MODE MODE PWM BUCK2 EN2 EN3 EN2 EN3 VIN3 1.7V TO 5.5V FB2 PGND2 LDO1 (ANALOG) C4 1µF R4 FB3 R5 R6 EN4 VIN4 EN4 VOUT2 AT 1200mA R3 C6 10µF VOUT3 AT 300mA C7 1µF VOUT4 LDO2 (DIGITAL) FB4 R7 R8 ADP5034 AGND VOUT4 AT 300mA C8 1µF 09703-001 ON L2 1µH VOUT3 C3 1µF OFF PSM/PWM VOUT2 SW2 C2 4.7µF C5 10µF R2 MODE VIN2 VOUT1 AT 1200mA R1 图1. Rev. E Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 ©2011–2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Technical Support www.analog.com ADP5034 目录 特性..................................................................................................... 1 工作原理 .......................................................................................... 16 应用..................................................................................................... 1 电源管理单元 ............................................................................ 16 概述..................................................................................................... 1 BUCK1和BUCK2 ...................................................................... 18 应用电路 ............................................................................................ 1 LDO1和LDO2............................................................................ 19 修订历史 ............................................................................................ 3 应用信息 .......................................................................................... 20 技术规格 ............................................................................................ 4 降压器外部元件选择............................................................... 20 通用规格....................................................................................... 4 LDO外部元件选择 ................................................................... 22 BUCK1和BUCK2技术规格....................................................... 5 功耗与散热考虑............................................................................. 23 LDO1和LDO2技术规格 ............................................................ 5 降压稳压器功耗........................................................................ 23 推荐规格：输入和输出电容.................................................... 6 结温 ............................................................................................. 24 绝对最大额定值............................................................................... 7 PCB布局指南 .................................................................................. 25 热阻 ............................................................................................... 7 典型应用原理图............................................................................. 26 ESD警告........................................................................................ 7 物料清单..................................................................................... 26 引脚配置和功能描述 ...................................................................... 8 外形尺寸 .......................................................................................... 27 典型性能参数 ................................................................................... 9 订购指南..................................................................................... 28 Rev. E | Page 2 of 28 ADP5034 修订历史 2013年5月 — 修订版D至修订版E 增加表1；重新排序 ......................................................................... 1 更改图1 ............................................................................................... 1 更改NC引脚描述 .............................................................................. 8 更改图49 ........................................................................................... 19 更改图51 ........................................................................................... 21 更改图53和图54 .............................................................................. 26 2013年1月 — 修订版C至修订版D 更改“订购指南” .............................................................................. 28 2012年11月 — 修订版B至修订版C 更改“订购指南” .............................................................................. 28 2012年7月—修订版A至修订版B 增加28引脚TSSOP封装(通篇)........................................................ 1 更改表2的输出电压精度参数，增加TSSOP开关导通电阻规 格，更改电压反馈最大值和最小值，更改有源下拉电阻条 件 .......................................................................................................... 5 更改表3的输出电压精度参数和电压反馈最小值与最大值； 更改表 4 .............................................................................................. 6 表6增加TSSOP封装的热阻值 ........................................................ 7 增加图3，表7增加TSSOP引脚 ...................................................... 8 更改图7、图8和图9 ......................................................................... 9 更改图10 ........................................................................................... 10 更改图18标题 .................................................................................. 11 更改图31和图32 .............................................................................. 13 更改图35和图39的标题 ................................................................. 14 更改欠压闭锁部分 ......................................................................... 17 更改表8 ............................................................................................. 20 更改表9和11..................................................................................... 21 更改公式9及其后的段落............................................................... 23 “PCB布局布线指南”部分增加UG-349 ....................................... 25 更改表12 ........................................................................................... 26 更新“外形尺寸”............................................................................... 27 更改“订购指南”............................................................................... 28 更改表1“低UVLO输入电压下降”参数的“符号”栏 ................... 3 更改表2“输出电压精度”参数的“测试条件/注释”栏................. 4 更改表2“电压调整率”参数的符号栏 ........................................... 4 更改表2“负载调整率”参数的符号栏 ........................................... 4 更改表2，调换导通电阻参数的RPFET和RNFET符号，更改 典型值栏和最大值栏 ....................................................................... 4 更改表3“输出精度”参数的“测试条件/注释”栏 ......................... 4 更改表3“电压调整率”参数的“符号”栏和“测试条件/注释” 栏 .......................................................................................................... 4 更改表3的“压差”参数，增加“压差”参数的规格 ...................... 5 更改表3的尾注3 ................................................................................ 5 更改表4“BUCK1、BUCK2输出电容”参数的最小值栏............ 5 更改表4的尾注1 ................................................................................ 5 更改表5的绝对最大额定值 ............................................................ 6 更改表7的引脚功能描述................................................................. 7 更改TPC部分..................................................................................... 8 移动“功耗与散热考虑”部分......................................................... 22 更改公式5的参数说明................................................................... 22 更改公式6......................................................................................... 22 更改欠压闭锁部分 ......................................................................... 16 更改图46 ........................................................................................... 16 更改图47 ........................................................................................... 17 更改LDO1/LDO2部分 ................................................................... 18 更改输出电容部分和表8............................................................... 19 更改VRIPPLE公式、表9和图50 .................................................. 20 更改“输入和输出电容特性”部分 ................................................ 21 更改公式3......................................................................................... 22 更改“结温”部分............................................................................... 23 更改“LDO稳压器功耗”部分......................................................... 23 更改图52和图53 .............................................................................. 25 移动“物料清单”部分...................................................................... 25 更改“订购指南” .............................................................................. 26 2011年6月—修订版0：初始版 2011年10月—修订版0至修订版A 更改特性部分 .................................................................................... 1 更改概述部分 .................................................................................... 1 更改图1 ............................................................................................... 1 Rev. E | Page 3 of 28 ADP5034 技术规格 通用规格 除非另有说明，VAVIN = VIN1 = VIN2 = 2.3 V至5.5 V；VIN3 = VIN4 = 1.7 V至5.5 V；对于最小值/最大值规格，TJ = −40°C至+125°C； 对于典型值规格，TA = 25°C。 表2. 参数 输入电压范围 热关断 阈值 迟滞 启动时间1 BUCK1, LDO1, LDO2 BUCK2 EN1, EN2, EN3, EN4输入 输入逻辑高电平 输入逻辑低电平 输入漏电流 输入电流 所有通道使能 所有通道禁用 VIN1欠压闭锁 高UVLO输入电压上升 高UVLO输入电压下降 低UVLO输入电压上升 低UVLO输入电压下降 1 符号 VAVIN, VIN1, VIN2 测试条件/注释 TSSD TSSD-HYS TJ上升 最小值 典型值 最大值 单位 2.3 5.5 V tSTART1 tSTART2 VIH VIL VI-LEAKAGE ISTBY-NOSW ISHUTDOWN 150 20 °C °C 250 300 µs µs 1.1 空载，无降压器切换 TJ= −40°C至+85℃ UVLOVIN1RISE UVLOVIN1FALL UVLOVIN1RISE UVLOVIN1FALL 0.05 0.4 1 V V µA 108 0.3 175 1 µA µA 3.9 V V V V 3.1 2.275 1.95 启动时间定义为从EN1 = EN2 = EN3 = EN4(0 V至VAVIN)到VOUT1、VOUT2、VOUT3、VOUT4达到其标称值90%的时间。如果另一个通道已经使能，则单个通道 的启动时间会更短。更多信息参见典型工作特性部分。 Rev. E | Page 4 of 28 ADP5034 BUCK1和BUCK2技术规格 除非另有说明，VAVIN = VIN1 = VIN2 = 2.3 V至5.5 V；对于最小值/最大值规格，TJ = −40°C至+125°C；对于典型值规格， TA = 25°C。1 表3. 参数 输出特性 输出电压精度 电压调整率 负载调整率 电压反馈 工作电源电流 仅BUCK1 测试条件/注释 最小值 ∆V OUT1/VOUT1, ∆V OUT2/VOUT2 (∆VOUT1/VOUT1)/∆VIN1, (∆VOUT2/VOUT2)/∆VIN2 (∆VOUT1/VOUT1)/∆IOUT1, (∆VOUT2/VOUT2)/∆IOUT2 VFB1, VFB2 PWM模式；ILOAD1 = ILOAD2 = 0 mA −1.8 IIN 仅BUCK2 IIN BUCK1和BUCK2 IIN PSM电流阈值 开关特性 开关导通电阻 限流 有源下拉电阻 振荡器频率 1 符号 IPSM RNFET RPFET RNFET RPFET RNFET RPFET RNFET RPFET ILIMIT1, ILIMIT2 RPDWN-B fSW 典型值 最大值 单位 +1.8 % PWM模式 −0.05 %/V ILOAD= 0 mA至1200 mA，PWM模式 −0.1 %/A 可调输出型号 MODE = 地 ILOAD1 = 0 mA，器件不开关， 所有其它通道禁用 ILOAD2 = 0 mA，器件不开关， 所有其它通道禁用 ILOAD1 = ILOAD2 = 0 mA， 器件不开关，LDO通道禁用 PSM转PWM工作模式 VIN1 = VIN2 = 3.6 V；LFCSP封装 VIN1 = VIN2 = 3.6 V；LFCSP封装 VIN1 = VIN2 = 5.5 V；LFCSP封装 VIN1 = VIN2 = 5.5 V；LFCSP封装 VIN1 = VIN2 = 3.6 V；TSSOP封装 VIN1 = VIN2 = 3.6 V；TSSOP封装 VIN1 = VIN2 = 5.5 V；TSSOP封装 VIN1 = VIN2 = 5.5 V；TSSOP封装 pFET开关峰值电流限值 VIN1 = VIN2 = 3.6 V；通道禁用 0.491 0.5 0.509 V 44 55 67 100 1600 2.5 mA 155 205 137 162 156 194 137 154 1950 75 3.0 240 310 204 243 237 270 202 212 2300 3.5 mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mA Ω MHz 所有极端温度下的限值采用标准统计质量控制(SQC)通过相关性予以保证。 LDO1和LDO2技术规格 除非另有说明，VIN3 = (VOUT3 + 0.5 V)或1.7 V(取较大者)至5.5 V，VIN4 = (VOUT4 + 0.5 V)或1.7 V(取较大者)至5.5 V；CIN = COUT = 1 μF； 对于最小值/最大值规格，TJ = −40°C至+125°C；对于典型值规格，TA = 25°C。1 表4. 参数 输入电压范围 工作电源电流 每个LDO的偏置电流2 总系统输入电流 仅LDO1或LDO2 仅LDO1和LDO2 符号 VIN3, VIN4 测试条件/注释 IVIN3BIAS/IVIN4BIAS IOUT3 = IOUT4 = 0 µA IOUT3 = IOUT4 = 10 mA IOUT3 = IOUT4 = 300 mA 包括输入AVIN、VIN1、VIN2、VIN3和VIN4 的所有电流 IOUT3= IOUT4= 0 μA，所有其它通道禁用 IOUT3= IOUT4= 0 μA，降压通道禁用 IIN Rev. E | Page 5 of 28 最小值 典型值 最大值 单位 1.7 5.5 V 10 60 165 53 74 30 100 245 µA µA µA µA µA ADP5034 参数 输出特性 输出电压精度 电压调整率 负载调整率3 电压反馈 压差4 限流阈值5 有源下拉电阻 输出噪声 稳压器LDO1 稳压器LDO2 电源抑制比 符号 测试条件/注释 最小值 典型值 最大值 单位 ∆V OUT3/VOUT3, ∆V OUT4/VOUT4 (∆VOUT3/VOUT3)/∆VIN3, (∆VOUT4/VOUT4)/∆VIN4 (∆VOUT3/VOUT3)/∆IOUT3, (∆VOUT4/VOUT4)/∆IOUT4 100 µA < IOUT3 < 300 mA, 100 µA < IOUT4 < 300 mA IOUT3 = IOUT4 = 1 mA −1.8 +1.8 % −0.03 +0.03 %/V 0.001 0.003 %/mA 0.509 通道禁用 0.5 50 75 100 180 600 600 V mV mV mV mV mA Ω 10 Hz至100 kHz, VIN3 = 5 V, VOUT3 = 2.8 V 10 Hz至100 kHz, VIN4 = 5 V, VOUT4 = 1.2 V 100 60 µV rms µV rms 10 kHz, VIN3 = 3.3 V, VOUT3 = 2.8 V, IOUT3 = 1 mA 100 kHz, VIN3 = 3.3 V, VOUT3 = 2.8 V, IOUT3 = 1 mA 1 MHz, VIN3 = 3.3 V, VOUT3 = 2.8 V, IOUT3 = 1 mA 10 kHz, VIN4 = 1.8 V, VOUT4 = 1.2 V, IOUT4 = 1 mA 100 kHz, VIN4 = 1.8 V, VOUT4 = 1.2 V, IOUT4 = 1 mA 1 MHz, VIN4 = 1.8 V, VOUT4 = 1.2 V, IOUT4 = 1 mA 60 62 63 54 57 64 dB dB dB dB dB dB IOUT3 = IOUT4 = 1 mA至300 mA VFB3, VFB4 VDROPOUT ILIMIT3, ILIMIT4 RPDWN-L NOISELDO1 NOISELDO2 电源抑制比(PSRR) 稳压器LDO1 稳压器LDO2 0.491 VOUT3 = VOUT4 = 5.2 V, IOUT3 = IOUT4 = 300 mA VOUT3 = VOUT4 = 3.3 V, IOUT3 = IOUT4 = 300 mA VOUT3 = VOUT4 = 2.5 V, IOUT3 = IOUT4 = 300 mA VOUT3 = VOUT4 = 1.8 V, IOUT3 = IOUT4 = 300 mA 335 140 1 所有极端温度下的限值采用标准统计质量控制(SQC)通过相关性予以保证。 这是VIN3/VIN4的输入电流，不提供给输出负载。 3 基于使用1 mA和300 mA负载的端点计算。 4 压差定义为将输入电压设置为标称输出电压时的输入至输出电压差。仅适用于高于1.7 V的输出电压。 5 限流阈值定义为输出电压降至额定典型值90%时的电流。例如，3.0 V输出电压的电流限值定义为引起输出电压降至3.0 V的90%或2.7 V的电流。 2 推荐规格：输入和输出电容 除非另有说明，TA = −40°C至+125°C。 表5. 参数 标称输入和输出电容额定值 BUCK1、BUCK2输入电容额定值 BUCK1、BUCK2输出电容额定值 LDO1、LDO21输入和输出电容额定值 电容ESR 1 符号 最小值 CMIN1, CMIN2 CMIN1, CMIN2 CMIN3, CMIN4 RESR 4.7 10 1.0 0.001 典型值 最大值 单位 40 40 µF µF µF Ω 1 在所有工作条件下，输入和输出电容至少应大于1.0 μF。选择器件时必须考虑应用的所有工作条件，确保达到最小电容要求。建议使用X7R型和X5R型 电容，不建议使用温度和直流偏置特性欠佳的Y5V和Z5U电容。 Rev. E | Page 6 of 28 ADP5034 绝对最大额定值 表6. 热阻 参数 AVIN至AGND VIN1, VIN2至AVIN PGND1、PGND2至AGND VIN3, VIN4, VOUT1, VOUT2, FB1, FB2, FB3, FB4, EN1, EN2, EN3, EN4, MODE 至AGND VOUT3至AGND VOUT4至AGND SW1至PGND1 SW2至PGND2 存储温度范围 工作结温范围 焊接条件 额定值 −0.3 V至+6 V −0.3 V至+0.3 V −0.3 V至+0.3 V −0.3 V至(AVIN + 0.3 V) θJA针对最差条件，即器件焊接在电路板上以实现表贴封装。 −0.3 V至(VIN3 + 0.3 V) −0.3 V至(VIN4 + 0.3 V) −0.3 V至(VIN1 + 0.3 V) −0.3 V至(VIN2 + 0.3 V) −65°C至+150°C −40°C至+125°C JEDEC J-STD-020 ESD警告 表7. 热阻 封装类型 24引脚、0.5 mm间距LFCSP 28引脚TSSOP 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其它 超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器件 能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响 器件的可靠性。 有关功耗的详细信息，请参阅“功耗与散热考虑”部分。 Rev. E | Page 7 of 28 θJA 35 36 θJC 3 5 单位 °C/W °C/W ESD(静电放电)敏感器件。 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。 尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高 能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当 的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 ADP5034 PIN 1 INDICATOR ADP5034 TOP VIEW (Not to Scale) 18 17 16 15 14 13 AGND AVIN VIN1 SW1 PGND1 MODE VIN3 27 VOUT3 VOUT4 3 26 FB3 NC 4 25 NC FB4 5 ADP5034 24 AGND EN4 6 TOP VIEW (Not to Scale) 23 AVIN 22 VIN1 SW2 8 21 SW1 PGND2 9 20 PGND1 NC 10 19 MODE VIN2 7 NC 11 18 NC 7 8 9 10 11 12 EN2 12 17 EN1 FB2 13 16 FB1 VOUT2 14 15 VOUT1 NOTES 1. NC = NOT INTERNALLY CONNECTED. 2. IT IS RECOMMENDED THAT THE EXPOSED PAD BE SOLDERED TO THE GROUND PLANE. NOTES 1. NC = NOT INTERNALLY CONNECTED. 2. IT IS RECOMMENDED THAT THE EXPOSED PAD BE SOLDERED TO THE GROUND PLANE. 09703-003 1 2 3 4 5 6 28 EN2 FB2 VOUT2 VOUT1 FB1 EN1 FB4 EN4 VIN2 SW2 PGND2 NC EN3 1 VIN4 2 图2. LFCSP引脚配置(顶视图) 09703-100 24 23 22 21 20 19 VOUT4 VIN4 EN3 VIN3 VOUT3 FB3 引脚配置和功能描述 图3. TSSOP引脚配置(顶视图) 表8. 引脚功能描述 LFCSP 1 2 3 4 5 6 引脚编号 TSSOP 5 引脚名称 FB4 EN4 VIN2 SW2 PGND2 NC 7 8 6 7 8 9 4, 10, 11, 18, 25 12 13 9 10 11 14 15 16 VOUT2 VOUT1 FB1 12 13 17 19 EN1 MODE 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 26 PGND1 SW1 VIN1 AVIN AGND FB3 20 21 22 23 24 EPAD 27 28 1 2 3 EPAD VOUT3 VIN3 EN3 VIN4 VOUT4 EP EN2 FB2 说明 LDO2反馈输入。对于可调输出电压的型号，应将此引脚连接到LDO2电阻分压器的中部。 对于工厂设置输出电压的型号，应将FB4连接到VOUT4上电容的顶部。 LDO2使能引脚。高电平开启，低电平关闭此稳压器。 BUCK2输入电源(2.3 V至5.5 V)。应将VIN2连接到VIN1和AVIN。 BUCK2开关节点。 BUCK2的专用电源地。 不连接。此引脚可以不连接或连接到地 BUCK2使能引脚。高电平开启，低电平关闭此稳压器。 BUCK2反馈输入。对于可调输出电压的型号，应将此引脚连接到BUCK2电阻分压器的中部。 对于固定输出电压的型号，此引脚保持不连接。 BUCK2输出电压检测输入。应将VOUT2连接到VOUT2上电容的顶部。 BUCK1输出电压检测输入。应将VOUT1连接到VOUT1上电容的顶部。 BUCK1反馈输入。对于可调输出电压的型号，应将此引脚连接到BUCK1电阻分压器的中部。 对于固定输出电压的型号，此引脚保持不连接。 BUCK1使能引脚。高电平开启，低电平关闭此稳压器。 BUCK1/BUCK2工作模式。MODE = 高电平：强制PWM工作模式。MODE = 低电平： 自动PWM/PSM工作模式。 BUCK1的专用电源地。 BUCK1开关节点。 BUCK1输入电源(2.3 V至5.5 V)。应将VIN1连接到VIN2和AVIN。 模拟输入电源(2.3 V至5.5 V)。应将AVIN连接到VIN1和VIN2。 模拟地。 LDO1反馈输入。对于可调输出电压的型号，应将此引脚连接到LDO1电阻分压器的中部。 对于工厂设置输出电压的型号，应将FB3连接到VOUT3上电容的顶部。 LDO1输出电压。 LDO1输入电源(1.7 V至5.5 V)。 LDO1使能引脚。高电平开启，低电平关闭此稳压器。 LDO2输入电源(1.7 V至5.5 V)。 LDO2输出电压。 裸露焊盘。建议将裸露焊盘焊接到接地层。 Rev. E | Page 8 of 28 ADP5034 典型性能参数 除非另有说明，VIN1= VIN2 = VIN3= VIN4 = 3.6 V，TA = 25°C。 3.320 3.315 3.310 120 TA = –40°C 3.305 100 VOUT (V) 80 60 3.300 TA = +25°C 3.295 3.290 3.285 40 TA = +85°C 3.280 20 3.3 3.8 4.3 4.8 5.3 INPUT VOLTAGE (V) 3.270 0 0.2 0.4 0.6 图4. 系统静态电流与输入电压的关系，VOUT1 = 3.3 V， VOUT2 = 1.8 V，VOUT3 = 1.2 V，VOUT4 = 3.3 V，所有通道均无负载 1.2 1.812 1.810 TA = –40°C SW 1.808 VOUT (V) IOUT 2 VOUT EN TA = +25°C 1.806 1.804 1.802 TA = +85°C 1.800 3 BW BW CH2 50.0mA Ω BW M 40.0µs BW CH4 5.00V T 11.20% A CH3 2.2V 1.798 09703-049 CH1 2.00V CH3 5.00V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 IOUT (A) 图5. BUCK1启动，VOUT1 = 1.8 V，IOUT1 = 5 mA 09703-102 4 图8. 不同温度的BUCK2负载调整率， VIN = 3.6 V，VOUT2 = 1.8 V，PWM模式 0.808 T 0.807 SW 4 0.806 VOUT (V) IOUT 2 1 1.0 图7. 不同温度的BUCK1负载调整率， VIN = 4.2 V，VOUT1 = 3.3 V，PWM模式 T 1 0.8 IOUT (A) 09703-101 2.8 09703-039 3.275 0 2.3 VOUT TA = +25°C 0.805 TA = –40°C TA = +85°C 0.804 EN 0.803 3 BW BW CH2 50.0mA Ω BW M 40.0µs BW CH4 5.00V T 11.20% A CH3 2.2V 0.802 09703-048 CH1 2.00V CH3 5.00V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 IOUT (A) 图6. BUCK2启动，VOUT2 = 3.3 V，IOUT2 = 10 mA 图9. 不同输入电压的BUCK1负载调整率， VIN = 3.6 V，VOUT1 = 0.8 V，PWM模式 Rev. E | Page 9 of 28 1.2 09703-103 QUIESCENT CURRENT (µA) 140 ADP5034 100 80 70 VIN = 5.5V EFFICIENCY (%) 50 40 20 10 10 1 ILOAD (A) 0 0.001 100 90 90 70 VIN = 3.9V EFFICIENCY(%) EFFICIENCY (%) VIN = 5.5V 60 50 40 60 50 VIN = 5.5V VIN = 2.3V 40 20 20 VIN = 4.2V 10 0.01 1 0.1 IOUT (A) 0 0.001 09703-018 0 0.001 100 90 90 80 80 VIN = 2.3V 70 VIN = 5.5V EFFICIENCY (%) VIN = 3.6V VIN = 4.2V 50 40 20 10 10 0 0.001 09703-020 IOUT (A) VIN = 5.5V 40 20 1 VIN = 2.3V 50 30 0.1 1 VIN = 3.6V 60 30 0.01 0.1 图14. 不同输入电压的BUCK1效率与负载电流的关系， VOUT1 = 0.8 V，自动模式 100 70 0.01 IOUT (A) 图11. 不同输入电压的BUCK1效率与负载电流的关系， VOUT1 = 3.3 V，PWM模式 0 0.001 VIN = 3.6V VIN = 4.2V 30 30 60 1 80 80 10 0.1 图13. 不同输入电压的BUCK2效率与负载电流的关系， VOUT2 = 1.8 V，PWM模式 100 70 0.01 IOUT (A) 图10. 不同输入电压的BUCK1效率与负载电流的关系， VOUT1 = 3.3 V，自动模式 EFFICIENCY (%) 40 20 0.1 VIN = 4.2V 50 30 0.01 VIN = 5.5V 60 30 0 0.001 VIN = 2.3V 09703-015 60 80 VIN = 4.2V 09703-104 EFFICIENCY (%) 70 VIN = 3.6V 90 90 09703-016 VIN = 3.9V VIN = 4.2V 0.01 0.1 1 IOUT (A) 图15. 不同输入电压的BUCK1效率与负载电流的关系， VOUT1 = 0.8 V，PWM模式 图12. 不同输入电压的BUCK2效率与负载电流的关系， VOUT2 = 1.8 V，自动模式 Rev. E | Page 10 of 28 09703-017 100 ADP5034 100 3.3 –40°C 90 3.2 +25°C SCOPE FREQUENCY (MHz) 80 60 50 40 30 20 0 0.001 +25°C +85°C –40°C 3.0 +85°C 2.9 2.8 2.7 2.6 0.01 0.1 1 IOUT (A) 09703-028 10 3.1 2.5 0 0.2 0.4 100 +25°C 0.8 1.0 1.2 图19. 不同温度的BUCK2开关频率与输出电流的关系， VOUT2 = 1.8 V，PWM模式 图16. 不同温度的BUCK1效率与负载电流的关系， VIN = 3.9 V，VOUT1 = 3.3 V，自动模式 90 0.6 IOUT (A) T +85°C VOUT 80 1 EFFICIENCY (%) 70 –40°C 60 ISW 50 2 40 SW 30 20 10 0.1 1 IOUT (A) CH2 500mA Ω CH4 2.00V CH1 50.0mV 100 240mA T 28.40% T +25°C VOUT 80 1 70 +85°C –40°C 60 ISW 50 2 40 30 SW 20 10 0.01 0.1 IOUT (A) 1 CH1 50.0mV BW CH2 500mA Ω M 4.00µs A CH2 BW CH4 2.00V T 28.40% 220mA 09703-050 4 0 0.001 09703-029 EFFICIENCY (%) A CH2 图20. 典型波形，VOUT1 = 3.3 V，IOUT1 = 30 mA，自动模式 图17. 不同温度的BUCK2效率与负载电流的关系， VOUT2 = 1.8 V，自动模式 90 M 4.00µs 09703-051 4 0.01 09703-030 0 0.001 图21. 典型波形，VOUT2 = 1.8 V，IOUT2 = 30 mA，自动模式 图18. 不同温度的BUCK1效率与负载电流的关系， VOUT1 = 0.8 V，自动模式 Rev. E | Page 11 of 28 09703-031 EFFICIENCY (%) 70 ADP5034 T T VOUT 1 VIN ISW VOUT 2 1 SW SW 4 3 CH2 500mA Ω M 400ns A CH2 BW CH4 2.00V T 28.40% BW 220mA CH1 50.0mV CH3 1.00V 09703-053 CH1 50mV 图22. 典型波形，VOUT1 = 3.3 V，IOUT1 = 30 mA，PWM模式 BW BW CH4 2.00V M 1.00ms BW A CH3 4.80V T 30.40% 09703-041 4 图25. BUCK2线路瞬态响应，VIN2 = 4.5 V至5.0 V， VOUT2 = 1.8 V，PWM模式 T T SW VOUT 1 4 ISW 2 VOUT 1 SW IOUT 4 CH2 500mA Ω M 400ns A CH2 BW CH4 2.00V T 28.40% BW 220mA CH1 50.0mV 图23. 典型波形，VOUT2 = 1.8 V，IOUT2 = 30 mA，PWM模式 BW CH2 50.0mA Ω BW M 20.0µs A CH2 BW T 60.000µs CH4 5.00V 356mA 09703-044 CH1 50mV 09703-052 2 图26. BUCK1负载瞬态响应，IOUT1 = 1 mA至50 mA， VOUT1 = 3.3 V，自动模式 T T SW 4 VIN VOUT VOUT 1 1 SW IOUT 3 BW BW CH4 2.00V M 1.00ms BW T 30.40% A CH3 4.80V CH1 50.0mV 09703-040 CH1 50.0mV CH3 1.00V BW CH2 50.0mA Ω BW M 20.0µs A CH2 BW CH4 5.00V T 22.20% 379mA 图27. BUCK2负载瞬态响应，IOUT2 = 1 mA至50 mA， VOUT2 = 1.8 V，自动模式 图24. BUCK1线路瞬态响应，输入电压范围为4.5 V至5.0 V， VOUT1 = 3.3 V，PWM模式 Rev. E | Page 12 of 28 09703-043 2 ADP5034 T SW EN 4 2 VOUT 1 VOUT 3 2 IIN CH1 50.0mV BW CH2 200mA Ω CH4 5.00V BW BW M 20.0µs A CH2 408mA T 20.40% 09703-045 1 CH1 100mA CH2 5V CH3 1V M40µs 2.50GS/s T 159.40µs A CH2 4.20V 09703-105 IOUT 图31. LDO启动，VOUT3 = 1.8 V 图28. BUCK1负载瞬态响应，IOUT1 = 20 mA至180 mA， VOUT1 = 3.3 V，自动模式 3.3160 T 3.3155 SW 3.3150 4 VIN = 5.5V VOUT (V) 3.3145 VOUT 1 3.3140 3.3135 VIN = 4.2V 3.3130 3.3125 IOUT VIN = 3.8V 3.3120 BW CH2 200mA Ω CH4 5.00V BW BW M 20.0µs A CH2 88.0mA T 19.20% 09703-046 3.3110 CH1 100mV 50 100 150 200 250 300 IOUT (mA) 图32. 不同输入电压的LDO负载调整率，VOUT3 = 3.3 V 图29. BUCK2负载瞬态响应，IOUT2 = 20 mA至180 mA， VOUT2 = 1.8 V，自动模式 400 T VOUT2 350 2 300 SW1 RDSON (m ) +125°C 3 VOUT1 1 0 09703-106 3.3115 2 250 +25°C 200 150 –40°C SW2 100 BW BW CH2 5.00V CH4 5.00V BW BW M 400ns T 50.00% A CH4 1.90V 0 2.3 09703-060 CH1 5.00V CH3 5.00V 2.8 3.3 3.8 4.3 4.8 5.3 INPUT VOLTAGE (V) 图30. PWM模式下BUCK1和BUCK2的VOUT和SW波形， 显示异相工作 图33. 不同温度的LFCSP NMOS RDSON 与输入电压的关系 Rev. E | Page 13 of 28 09703-037 50 4 ADP5034 250 50 45 RDSON (mΩ) +25°C 40 +125°C GROUND CURRENT (µA) 200 150 –40°C 100 35 30 25 20 15 50 10 3.3 3.8 4.3 4.8 5.3 INPUT VOLTAGE (V) 0 09703-038 2.8 图34. 不同温度的LFCSP PMOS RDSON 与输入电压的关系 0 0.05 0.10 0.15 0.20 09703-036 5 0 2.3 0.25 LOAD CURRENT (A) 图37. LDO地电流与输出负载的关系，VIN3 = 3.3 V，VOUT3 = 2.8 V 1.802 T 1.801 TA = –40°C 1.800 IOUT VOUT (V) 1.799 2 1.798 TA = +25°C 1.797 1.796 1 VOUT 1.795 1.794 50 100 150 200 250 300 IOUT (mA) CH1 100mV 2.5 BW M 40.0µs A CH2 52.0mA 图38. LDO负载瞬态响应，IOUT3 范围为1 mA至80 mA， VOUT3 = 2.8 V IOUT = 100µA T IOUT = 1mA IOUT = 100mA IOUT = 150mA IOUT = 300mA VIN 1.5 1 2 VOUT 1.0 0.5 3 0 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 VIN (V) CH1 20.0mV CH3 1.00V 09703-034 VOUT (V) 2.0 IOUT = 10mA CH2 100mA Ω T 19.20% 图35. 不同温度的LDO负载调整率，VIN3 = 3.6 V，VOUT3 = 1.8 V 3.0 BW 09703-047 0 图36. 不同输出负载的LDO电压调整率，VOUT3 = 2.8 V M 100µs T 28.40% A CH3 4.80V 09703-042 1.792 09703-107 TA = +85°C 1.793 图39. LDO线路瞬态响应，输入电压范围为4.5 V至5 V， VOUT3 = 2.8 V Rev. E | Page 14 of 28 ADP5034 60 0 VIN = 5V 55 –20 VIN = 3.3V –40 40 –80 35 –100 30 0.01 0.1 1 ILOAD (mA) 10 –120 10 09703-055 25 0.001 100 0 65 VIN = 5V 60 –20 VIN = 3.3V 55 100µA 1mA 10mA 50mA 100mA 150mA 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M 图43. 不同输出负载的LDO PSRR，VIN3 = 3.3 V，VOUT3 = 3.0 V 图40. 不同输入电压的LDO输出噪声与负载电流的关系， VOUT3 = 2.8 V –40 50 PSRR (dB) RMS NOISE (µV) –60 09703-058 45 PSRR (dB) RMS NOISE (µV) 50 45 40 100µA 1mA 10mA 50mA 100mA 150mA –60 –80 35 0.1 1 ILOAD (mA) 10 100 –120 10 –10 –20 0 100µA 1mA 10mA 50mA 100mA 150mA –10 –20 –30 PSRR (dB) –40 –50 –60 –80 –90 –90 –100 10 –100 10 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M 10M 图42. 不同输出负载的LDO PSRR，VIN3 = 3.3 V，VOUT3 = 2.8 V 100µA 1mA 10mA 50mA 100mA 150mA –60 –70 1k 1M –50 –80 100 10k 100k FREQUENCY (Hz) –40 –70 09703-057 PSRR (dB) –30 1k 图44. 不同输出负载的LDO PSRR，VIN3 = 5.0 V，VOUT3 = 2.8 V 图41. 不同输入电压的LDO输出噪声与负载电流的关系， VOUT3 = 3.0 V 0 100 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M 09703-061 0.01 09703-056 25 0.001 09703-059 –100 30 图45. 不同输出负载的LDO PSRR，VIN3 = 5.0 V，VOUT3 = 3.0 V Rev. E | Page 15 of 28 ADP5034 工作原理 VOUT1 FB1 FB2 VOUT2 GM ERROR AMP AVIN ENBK1 75Ω 75Ω ENBK2 GM ERROR AMP PWM COMP PWM COMP VIN1 SOFT START SOFT START PSM COMP PSM COMP VIN2 ILIMIT ILIMIT LOW CURRENT PWM/ PSM CONTROL BUCK2 PWM/ PSM CONTROL BUCK1 LOW CURRENT SW2 SW1 OSCILLATOR DRIVER AND ANTISHOOT THROUGH DRIVER AND OP ANTISHOOT MODE THROUGH SYSTEM UNDERVOLTAGE LOCKOUT SEL THERMAL SHUTDOWN PGND1 Y B PGND2 MODE2 ENLDO2 A 600Ω MODE EN2 EN3 EN4 ENBK1 ENABLE AND MODE CONTROL ENBK2 LDO UNDERVOLTAGE LOCKOUT ENLDO1 ENLDO2 LDO UNDERVOLTAGE LOCKOUT R1 AVIN R3 LDO CONTROL AVIN R2 ADP5034 VIN3 AGND 600Ω LDO CONTROL ENLDO1 FB3 VOUT3 VIN4 R4 FB4 VOUT4 09703-005 EN1 图46. 功能框图 电源管理单元 此工作模式可降低开关损耗和静态电流损耗。各降压稳压 ADP5034是一款微型电源管理单元(微型PMU)，内置两个 器的PWM/PSM自动模式转换独立受控。两个降压器彼此 降压DC-DC转换器和两个低压差线性稳压器(LDO)，其高 同步工作。 开关频率和小型24引脚LFCSP封装可以实现较小的电源管 ADP5034通过使能引脚(EN1至EN4)来控制各稳压器的开 理解决方案。 启。各稳压器通过对相应的EN引脚施加逻辑高电平来激 要将这些高性能稳压器整合成微型PMU，需要一个系统控 活。EN1控制BUCK1，EN2控制BUCK2，EN3控制LDO1， 制器来使其协同工作。 EN4控制LDO2。 如果MODE引脚为逻辑高电平，则降压稳压器工作在强制 稳压器输出电压通过外部电阻分压器设置，也可以在工厂 PWM模式。在强制PWM模式下，降压器的开关频率始终 设置为默认值(参见“订购指南”部分)。 保持恒定，不随负载电流变化。如果MODE引脚为逻辑低 稳压器开启时，输出电压斜坡率受软启动电路控制，以避 电平，则开关稳压器以自动PWM/PSM模式工作。在此模 免由输出电容充电引起较大的浪涌电流。 式下，当负载电流高于PSM电流阈值时，稳压器以固定 PWM频率工作。当负载电流降至PSM电流阈值以下时，稳 压器进入省电模式。在该模式下，以突发脉冲形式开关。 突发脉冲重复速率是电流负载和输出电容值的函数。 Rev. E | Page 16 of 28 ADP5034 热保护 或者，用户可以选择欠压闭锁(UVLO)设置于更高电平、 当结温高于150°C时，热关断电路将关断所有稳压器。极 适合5 V电源应用的器件。对于这些型号，当输入电源降至 端的结温可能由工作电流高、电路板设计欠佳或环境温度 3.65 V典型值时，器件达到关闭阈值。 高等原因引起。器件设计有20°C的迟滞，因此发生热关断 时，片内温度必须低于130°C，稳压器才会恢复工作。退 出热关断时，所有稳压器在软启动控制下重新启动。 发生热关断或UVLO事件时，有源下拉电阻(如果出厂已使 能)使能，使输出电容快速放电。下拉电阻将保持连接状 态，直到热故障事件消失或输入电源电压降至VPOR电平以 下。VPOR的典型值约为为1 V。 欠压闭锁 为防止电池放电，系统中集成了欠压闭锁(UVLO)电路。 如果AVIN上的输入电压降至2.15 V欠压闭锁(UVLO)阈值典 型值以下，则所有通道关断。在降压通道中，电源开关和 同步整流器全部关闭。当AVIN上的电压升至欠压闭锁 (UVLO)阈值以上时，器件再次使能。 使能/关断 ADP5034的每个稳压器均具有独立的控制引脚。对ENx引 脚施加逻辑高电平时，相应的稳压器开启；逻辑低电平则 会关闭稳压器。 图47显示所有使能引脚都连接到AVIN时ADP5034的稳压器 开启时序，此外还显示了有源下拉电阻的激活。 VUVLO AVIN VPOR VOUT1 VOUT3 VOUT4 VOUT2 30µs (MIN) 30µs (MIN) 50µs (MIN) 50µs (MIN) BUCK1, LDO1, LDO2 PULL-DOWNS 09703-006 BUCK2 PULL-DOWN 图47. ADP5034的稳压器时序(EN1 = EN2 = EN3 = EN4 = VAVIN ) Rev. E | Page 17 of 28 ADP5034 BUCK1和BUCK2 ADP5034具有一个专用MODE引脚，用于控制PSM和PWM 降压器使用固定频率和高速电流模式结构，采用2.3 V至5.5 V 工作模式。对MODE引脚施加逻辑高电平将迫使两个降压 的输入电压工作。 器进入PWM工作模式；逻辑低电平则会使降压器进入自 降压器的输出电压通过外部电阻分压器设置，图48显示了 动PSM/PWM模式。 BUCK1的输出电压设置情况。输出电压也可以在出厂时设 PSM电流阈值 置为“订购指南”部分所示的默认值。这种情况下，不需要 PSM电流阈值设置为100 mA。降压器采用的方案能够使此 R1和R2，FB1保持不连接。无论何种情况，VOUT1都必须 电流保持精确受控，且与输入和输出电压电平无关。此方 连接到输出电容。FB1为0.5 V。 案还确保进出PSM的电流阈值之间极少存在迟滞现象。 PSM电流阈值经过优化，可在整个负载电流范围内实现出 VOUT1 VIN1 SW1 L1 1µH 色的效率。 VOUT1 BUCK AGND R1 R2 振荡器/电感开关相位 C5 10µF R1 +1 VOUT1 = VFB1 R2 ADP5034可确保两个降压器在PWM模式时以相同开关频率 工作。 09703-008 FB1 此外，ADP5034还确保两个降压器在PWM模式时错相工 图48. BUCK1外部输出电压设置 作，从而BUCK2 pFET可以正好在BUCK1 pFET工作后的半 控制方案 个时钟周期开始工作。 中高负载时，降压器采用固定频率、电流模式PWM控制结 构工作以提高效率，但在轻负载时转变为省电模式(PSM) 控制方案，以减少调节功率损耗。以固定频率PWM模式工 作时，通过调节集成开关的占空比来调节输出电压。以轻 负载PSM模式工作时，输出电压以迟滞方式受控，具有更 高的输出电压纹波。在此模式的一段时间，转换器能够停 止开关并进入空闲模式，从而改善了转换效率。 短路保护 降压器的折频用于防止输出电流由于负载短路而失控。反 馈引脚处的电压降至目标输出电压的一半以下，表明输出 端可能发生负载短路，这时开关频率降至内部振荡器频率 的一半。开关频率下降允许电感有更多时间放电，从而防 止输出电流失控。 软启动 PWM模式 在PWM模式下，降压器以内部振荡器设置的3 MHz固定频 率工作。每个振荡器周期开始时，pFET开关打开，给电感 两端发送一个正向电压。电感电流上升，直到电流检测信 降压器具有内部软启动功能，启动时控制输出电压缓升， 从而限制浪涌电流。这样，当电池或高阻抗电源接至转换 器输入端时，可以防止输入电压下降。 号超过峰值电感电流阈值，然后关断pFET开关，并打开 限流 nFET同步整流器。这就给电感两端产生一个负向电压，使 每个降压器都有保护电路，用以限制流经pFET开关的正电 电感电流下降。同步整流器在周期的剩余时间内保持开 流量和流经同步整流器的负电流量。功率开关的正电流限 启。降压器通过调节峰值电感电流阈值来调节输出电压。 值限制可从输入端流向输出端的电流量。负电流限值防止 电感电流反向并流出负载。 省电模式(PSM) 负载电流减至PSM电流阈值以下时，降压器平稳转换到 100%占空比工作 PSM工作模式。如果任一降压器进入省电模式，PWM调节 随着输入电压的下降或负载电流的增加，降压器可能达到 电平会产生失调，使得输出电压上升。输出电压达到比 限值。此时，即使pFET开关100%的时间保持开启，输出 PWM调节电平高约1.5%的电平时，关闭PWM工作模式。 电压仍降至所需输出电压以下。达到此限值时，降压器转 此时，两个电源开关均关闭，降压器进入空闲模式。输出 换成pFET开关100%的时间保持开启的模式。输入条件再 电容放电，直到输出电压降至PWM调节电压，此时器件 次改变且所需占空比下降时，降压器立即重新启动PWM 驱动电感，使输出电压再次升至阈值上限。负载电流低于 调节，并防止输出电压过冲。 PSM电流阈值时，重复此过程。 Rev. E | Page 18 of 28 ADP5034 有源下拉电阻 各LDO的输出电压通过外部电阻分压器设置，图49显示了 所有稳压器都有可选的、工厂可编程的有源下拉电阻，用 LDO1的输出电压设置情况。输出电压也可以在出厂时设 于在稳压器禁用时将相应的输出电容放电。下拉电阻连接 置为“订购指南”部分所示的默认值。这种情况下，不需要 在VOUTx与AGND之间。当稳压器开启时，有源下拉电阻 Ra和Rb，FB3必须连接到VOUT3上电容的顶部。 禁用。对于LDO，下拉电阻的典型值为600 Ω；对于降压器， 下拉电阻的典型值为75 Ω。图47显示了稳压器开启和关闭期 VOUT3 VIN3 间有源下拉电阻的开启时序。 LDO1 FB3 VOUT3 Ra C7 1µF Rb LDO1和LDO2 提供最高300 mA的输出电流。空载时静态电流仅10 μA(典型 VOUT3 = VFB3 值)，使LDO非常适合电池供电的便携式设备。 各LDO采用1.7 V至5.5 V的输入电压工作。宽工作范围使得 这些LDO适合于LDO电源电压来自一个降压稳压器的级联 配置。 Ra +1 Rb 09703-009 ADP5034内置两个低静态电流、低压差线性稳压器(LDO)， 图49. LDO1外部输出电压设置 此外，LDO仅使用一个1 μF小陶瓷输入和输出电容，便可提 供高电源抑制比(PSRR)、低输出噪声和出色的线路与负载 瞬态响应。 LDO1的噪声性能优于LDO2，更适合为模拟电路供电。 LDO1应当用于噪声性能至关重要的应用中。 Rev. E | Page 19 of 28 ADP5034 应用信息 陶瓷电容由各种电介质制成，温度和所施加的电压不同， 降压器外部元件选择 可以通过改变应用电路中的外部元件选择来权衡考虑效率 其特性也不相同。电容必须具有足以在必要的温度范围和 直流偏置条件下确保最小电容的电介质。建议使用电压额 和瞬态响应等性能参数，如图1所示。 定值为6.3 V或10 V的X5R或X7R电介质，以实现最佳性能。 反馈电阻 建议不要将Y5V和Z5U电介质与任何DC-DC转换器一起使 对于可调型号，请参考图50，R1和R2的总电阻不得超过 用，因为这类电介质的温度和直流偏置性能较差。 400 kΩ。 考虑电容随温度变化、元件容差和电压时，最差条件电容 可通过以下公式计算： 电感 降压器ADP5034的高开关频率允许选择较小的片式电感。 可以使用0.7 μH至3 μH的电感，以实现最佳性能。建议电感 CEFF = COUT × (1 − TEMPCO) × (1 − TOL) 其中： 如表9所示。 CEFF是工作电压下的有效电容量。 峰峰值电感电流纹波的计算公式如下： TEMPCO为最差的电容温度系数。 I RIPPLE = TOL为最差的元件容差。 VOUT × (VIN − VOUT ) VIN × f SW × L 本例中，假定X5R电介质在−40°C至+85°C范围内的最差条 其中： 件 温 度 系 数 (TEMPCO)为 15%。 假 定 电 容 容 差 (TOL)为 fSW为开关频率。 10%，COUT在1.8 V下为9.2 μF，如图50所示。 L为电感值。 将这些值代入公式得出 电感的最小直流电流额定值必须大于电感峰值电流。电感 峰值电流可通过以下公式计算： I PEAK CEFF = 9.2 (1 − 0.15) × (1 − 0.1) ≈ 7.0 为了保证降压器的性能，必须针对每一种应用来评估直流 I = I LOAD( MAX ) + RIPPLE 2 偏置、温度和容差对电容性能的影响。 12 电感传导损耗由流经电感的电流引起，电感具有相应的内 部直流阻抗(DCR)。电感尺寸越大，DCR越小，这可能降 10 压器属于高开关频率DC-DC转换器，建议使用屏蔽铁氧体 材料，以实现低铁损、低EMI。 输出电容 较高的输出电容值减少输出电压纹波并改善负载瞬态响 CAPACITANCE (µF) 低电感传导损耗。电感铁损与铁芯材料的导磁率有关。降 应。选择此值时，考虑由输出电压直流偏置所引起的电容 8 6 4 2 0 0 1 2 3 4 DC BIAS VOLTAGE (V) 5 6 09703-010 损耗也非常重要。 图50. 电容与电压关系特性 表9. 建议的1.0 μH电感 供应商 Murata Murata Murata Taiyo Yuden Coilcraft® Coilcraft Toko 型号 LQM2MPN1R0NG0B LQM2HPN1R0MJ0L LQH32PN1R0NN0 CBC3225T1R0MR XFL4020-102ME XPL2010-102ML MDT2520-CN 尺寸(mm) 2.0 × 1.6 × 0.9 2.5× 2.0 × 1.1 3.2 × 2.5 × 1.6 3.2 × 2.5 × 2.5 4.0 × 4.0 × 2.1 1.9 × 2.0 × 1.0 2.5 × 2.0 × 1.2 Rev. E | Page 20 of 28 ISAT (mA) 1400 1500 2300 2000 5400 1800 1350 DCR (mΩ) 85 90 45 71 11 89 85 ADP5034 选定输出电容和电感值的峰峰值输出电压纹波可通过以下 为使电源噪声最小，输入电容应尽可能靠近降压器的VINx 公式计算： 引脚。至于输出电容，建议使用低ESR电容。 VRIPPLE = I RIPPLE VIN ≈ 8 × f SW × COUT (2π × f SW )2 × L × COUT 确保温度和直流偏置效应稳定性所需的有效电容最小3 μF， 最大10 μF。表10和表11所示为建议电容列表。 首选有效串联电阻(ESR)较低的电容，以保证低输出电压纹 表10. 建议的10 μF电容 波，如以下公式所示： ESRCOUT ≤ VRIPPLE I RIPPLE 供应商 Murata TDK Taiyo Yuden Panasonic 确保温度和直流偏置效应稳定性所需的有效电容最小7 μF， 最大40 μF。 降压稳压器需要10 μF输出电容来保证稳定性、响应快速负 类型 X5R X5R X5R X5R 型号 GRM188R60J106 C1608JB0J106K JMK107BJ106MA-T ECJ1VB0J106M 尺寸 0603 0603 0603 0603 电压 额定 值(V) 6.3 6.3 6.3 6.3 尺寸 0402 0402 0402 电压 额定 值(V) 6.3 6.3 6.3 尺寸 0402 0402 0402 0402 0402 电压 额定 值(V) 6.3 10.0 6.3 6.3 10.0 表11. 建议的4.7 μF电容 载变化，以及进入和退出PWM/PSM模式的转换。表10所 示为建议电容列表。在某些一个或两个降压稳压器为处理 供应商 Murata Taiyo Yuden Panasonic 器供电的应用中，工作状态由软件控制，因此是已知的。 在此条件下，处理器可以根据工作状态来驱动MODE引 脚；因为稳压器在PSM模式下工作时预期不会有较大的负 载变化，所以可将输出电容从10 μF降至4.7 μF，参见图51。 类型 X5R X5R X5R 型号 GRM188R60J475ME19D JMK107BJ475 ECJ-0EB0J475M 表12. 建议的1.0 μF电容 输入电容 供应商 Murata Murata TDK Panasonic Taiyo Yuden 态响应。最大输入电容电流可通过以下公式计算： I CIN ≥ I LOAD( MAX ) VOUT (VIN − VOUT ) VIN AVIN CAVIN 0.1µF 2.3V TO 5.5V HOUSEKEEPING VIN1 OFF ON BUCK1 EN1 EN1 FB1 PGND1 L1 1µH PWM OFF ON BUCK2 EN2 EN3 VIN3 1.7V TO 5.5V OFF C3 1µF ON EN3 FB2 PGND2 LDO1 (ANALOG) L2 1µH R3 R4 EN4 VOUT2 @ 1200mA C6 10µF VOUT3 FB3 R5 R6 EN4 VIN4 C4 1µF EN2 PSM/PWM VOUT2 SW2 C2 4.7µF C5 10µF R2 MODE MODE VOUT1 @ 1200mA R1 MODE VIN2 C7 1µF VOUT4 LDO2 (DIGITAL) 型号 GRM155B30J105K GRM155R61A105KE15D C1005JB0J105KT ECJ0EB0J105K LMK105BJ105MV-F VOUT1 SW1 C1 4.7µF 类型 X5R X5R X5R X5R X5R FB4 R7 R8 C8 1µF ADP5034 AGND 图51. 具有PSM/PWM控制功能的处理器系统电源管理 Rev. E | Page 21 of 28 VOUT3 @ 300mA VOUT4 @ 300mA 09703-021 数值较高的输入电容有助于降低输入电压纹波，并改善瞬 ADP5034 LDO外部元件选择 1.2 反馈电阻 1.0 输出电容 ADP5034 LDO设计采用节省空间的小型陶瓷电容工作，但 只要考虑ESR值，便可以采用大多数常用电容。输出电容的 ESR会影响LDO控制回路的稳定性。为了确保ADP5034稳定 工作，推荐使用至少0.70 μF、ESR为1 Ω或更小的电容。输出 CAPACITANCE (µF) 对于可调型号，Rb最大值不得超过200 kΩ(参见图49)。 0.8 0.6 0.4 0.2 0 电容值可以改善ADP5034对大负载电流变化的瞬态响应。 0 1 输入旁路电容 2 3 4 DC BIAS VOLTAGE (V) 5 6 09703-012 电容还会影响负载电流变化的瞬态响应。采用较大的输出 图52. 电容与电压关系特性 在VIN3和VIN4至地之间连接一个1 μF电容可降低电路对印 使用以下公式，可确定考虑电容随温度变化、元件容差和 刷电路板(PCB)布局的敏感性，特别是在长输入走线或高 电压时的最差条件电容。 源阻抗的情况下。如果要求输出电容大于1 μF，可选用更高 的输入电容。 CEFF = CBIAS × (1 − TEMPCO) × (1 − TOL) 其中： 输入和输出电容特性 CBIAS为工作电压下的有效电容。 ADP5034可与任何品质良好的陶瓷电容一起使用，只要所 TEMPCO为最差的电容温度系数。 选电容满足最小电容和最大ESR要求。陶瓷电容由各种电 TOL为最差的元件容差。 介质制成，温度和所施加的电压不同，其特性也不相同。 本例中，假定X5R电介质在−40°C至+85°C范围内的最差条 电容必须具有足以在必要的温度范围和直流偏置条件下确 件 温 度 系 数 (TEMPCO)为 15%。 假 定 电 容 容 差 (TOL)为 保最小电容的电介质。建议使用电压额定值为6.3 V或10 V 10%，CBIAS在1.8 V下为0.85 μF，如图52所示。 的X5R或X7R电介质，以实现最佳性能。建议不要将Y5V和 Z5U电介质与任何LDO一起使用，因为这类电介质的温度 和直流偏置性能较差。 将这些值代入以下公式： CEFF = 0.85 65 因此，在选定输出电压条件下，本例中所选电容满足LDO 图52所示为0402 1 μF、10 V、X5R电容的电容与电压偏置关 系特性。电容的电压稳定性受电容尺寸和电压额定值影响 极大。一般来说，封装较大或电压额定值较高的电容具有 更好的稳定性。X5R电介质的温度变化率在−40°C至+85°C温 在温度和容差方面的最小电容要求。 为了保证ADP5034的性能，必须针对每一种应用来评估直 流偏置、温度和容差对电容性能的影响。 度范围内约为±15%，与封装或电压额定值没有函数关系。 Rev. E | Page 22 of 28 ADP5034 功耗与散热考虑 ADP5034是一款高效率微型电源管理单元，大多数情况 降压稳压器功耗 下，器件的功耗不是问题。然而，如果器件在高环境温度 降压稳压器的功耗通过下式估算： PLOSS = PDBUCK + PL 和最大负载条件下工作，结温可能达到允许的最大工作限 值(125°C)。 其中： 当温度超过150°C，ADP5034关闭所有稳压器，以便让器件 PDBUCK是ADP5034的一个降压稳压器的功耗。 冷却下来。当芯片温度降至130°C以下时，ADP5034恢复正 PL为电感功耗。 常工作。 电感功耗是器件的外部功耗，对芯片温度无任何影响。 本部分提供关于器件功耗计算的指南，确保ADP5034在允 若磁芯损耗忽略不计，则电感损耗可通过下式估算： 许的最大结温以下工作。 ADP5034每个稳压器的效率通过下式计算： P η = OUT × 100% PIN PL ≈ IOUT1(RMS)2 × DCRL (1) DCRL为电感串联电阻。 IOUT1(RMS)为降压稳压器的均方根负载电流。 r 12 其中，r为电感的归一化纹波电流。 η为效率。 PIN为输入功率。 POUT为输出功率。 功率损耗计算如下： I OUT 1( RMS) = I OUT1 × 1 + (5) r = VOUT1 × (1 − D)/(IOUT1 × L × fSW) (6) 其中： (2a) L为电感值。 fSW为开关频率。 或者 PLOSS = POUT (1− η)/η (4) 其中： 其中： PLOSS = PIN − POUT (3) (2b) D为占空比。 D = VOUT1/VIN1 功耗可以通过多种方法计算。最直观且实用的方法是测量 (7) 输入端和所有输出端的功耗。在最差情况(电压、电流和温 ADP5034降压稳压器的功耗(PDBUCK)包括功率开关传导性损 度)下执行测量。输入与输出功耗之差就是器件和电感的功 耗、开关损耗和各个通道的转换损耗。还存在其它损耗 耗。通过方程式4得出电感的功耗，然后通过方程式3计算 源，但在涉及到散热限制的高输出负载电流应用中，这些 ADP5034降压转换器的功耗。 损耗一般不太重要。方程式8为估算降压稳压器功耗所必 估算功耗的第二种方法是使用降压稳压器的效率曲线，各 LDO的功耗可以通过方程式12计算。知道降压稳压器的效 须进行的计算。 PDBUCK = PCOND + PSW + PTRAN (8) 率后，就可以利用方程式2b得出降压稳压器和电感的总功 功率开关传导性损耗是输出电流(IOUT1)流经具有内部电阻 耗，再利用方程式4得出电感的功耗，然后通过方程式3计 (RDSON-P和RDSON-N)的P-MOSFET和N-MOSFET电源开关造 算降压转换器的功耗。总功耗等于降压转换器的功耗与两 成的。传导性功率损耗的计算公式如下： 个LDO的功耗之和。 PCOND = [RDSON-P × D + RDSON-N × (1 − D)] × IOUT1(RMS)2 注意，降压效率曲线是典型值，可能未涵盖VIN、VOUT和 其中，在25°C结温和VIN1 = VIN2 = 3.6 V下，RDSON-P约为 IOUT的所有可能组合。为了弥补这种差异，计算降压转换 器的功耗时必须包括一定的安全裕量。 估算功耗的第三种方法是进行分析，需对方程式8至11所得 (9) 0.2 Ω，RDSON-N约为0.16 Ω。当VIN1 = VIN2 = 2.3 V，这些 值分别变为0.31 Ω和0.21 Ω；当VIN1 = VIN2 = 5.5 V时，这 些值分别变为0.16 Ω和0.14 Ω。 出的降压电路功耗和方程式12所得出的LDO功耗进行建模。 Rev. E | Page 23 of 28 ADP5034 开关损耗与驱动器产生的牵引电流有关，驱动器以开关频 结温 率打开和关闭电源器件。开关功率损耗的计算公式如下： 如果知道电路板温度TA，可以使用热阻参数θJA来估计结温 PSW = (CGATE-P + CGATE-N) × VIN12 × fSW (10) 升高幅度。TJ由TA和PD计算得出，公式如下： TJ = TA + (PD × θJA) 其中： (14) CGATE-P为P-MOSFET栅极电容。 LFCSP和TSSOP封装的热阻值参见表7。一个非常重要的考 CGATE-N为N-MOSFET栅极电容。 虑因素是θJA基于4层4 in × 3 in、2.5 oz铜电路板(符合JEDEC 对于ADP5034，总电容(CGATE-P + CGATE-N)约为150 pF。 标准)，而实际应用使用的尺寸和层数可能不同。必须尽可 转换损耗之所以存在，是因为P沟道功率MOSFET无法立 即开启或关闭，SW节点需要一些时间才能从近地压摆到 近VOUT1(以及从VOUT1压摆到地)。转换损耗计算公式如下： PTRAN = VIN1 × IOUT1 × (tRISE + tFALL) × fSW (11) 其中，tRISE和tFALL为开关节点SW的上升时间和下降时间。 能多地使用铜，以利于器件散热。暴露于空气中的铜的散 热效果优于内层中使用的铜。裸露焊盘应通过多个过孔连 接到地层。 如果可以测量壳温，则结温可以通过下式计算： TJ = TC + (PD × θJC) (15) 对于ADP5034，SW的上升时间和下降时间约为5 ns。 其中，TC为壳温，θJC为表7所示的结至壳热阻。 使用上述公式和参数来估算转换器效率时，必须注意，这 设计特殊环境温度范围下的应用时，应利用公式8至13计 些公式并未涵盖所有转换器损耗，并且给出的参数值为典 算所有通道的损耗引起的预期ADP5034功耗(PD)，然后可 型值。转换器的性能还取决于无源元件的选择和电路板布 以利用公式14估算结温TJ。 局，因此估算时应当考虑充足的安全裕量。 只有根据方程式14估算出的ADP5034芯片结温低于125°C 时，才能保证转换器和两个LDO稳压器可靠工作。结温提 LDO稳压器功耗 高会严重影响可靠性和平均故障间隔时间(MTBF)。有关产 LDO稳压器的功耗通过下式计算： PDLDO = [(VIN − VOUT) × ILOAD] + (VIN × IGND) (12) 品 可 靠 性 的 更 多 信 息 ， 请 参 阅 “ADI公 司 可 靠 性 手 册 ” (www.analog.com/reliability_handbook)。 其中： ILOAD为LDO稳压器的负载电流。 VIN和VOUT分别为LDO的输入和输出电压。 IGND为LDO稳压器的地电流。 地电流引起的功耗相当小，可忽略不计。 ADP5034的总功耗可简化为： PD = PDBUCK1 + PDBUCK2 + PDLDO1 + PDLDO2 (13) Rev. E | Page 24 of 28 ADP5034 PCB布局指南 较 差 的 布 局 会 影 响 ADP5034性 能 ， 从 而 造 成 电 磁 干 扰 • 最大限度增加元件侧的接地金属的尺寸，以加强散热。 (EMI)和电磁兼容性问题、接地反弹以及电压损耗。较差 • 地层通过多个过孔连接到元件侧的地上，以进一步减少 的布局还会影响调整率和稳定性。可通过以下准则实现较 佳的布局，此外还可以参考用户指南UG-271和UG-439。 敏感电路节点上的噪声干扰。 • 使用短走线将VIN1、VIN2和AVIN连在一起并靠近IC。 • 使用短走线将电感、输入电容和输出电容靠近IC放置。 高频信号经过这些器件，长走线会成为天线。 • 输出电压路径的布线远离电感和SW节点，以使噪声和 电磁干扰最小。 Rev. E | Page 25 of 28 ADP5034 典型应用电路图 AVIN CAVIN 0.1µF 2.3V TO 5.5V HOUSEKEEPING VIN1 SW1 C1 4.7µF OFF ON BUCK1 EN1 VOUT1 EN1 L1 1µH C5 10µF PGND1 MODE PWM MODE VIN2 MODE OFF ON BUCK2 EN2 EN3 VIN3 1.7V TO 5.5V EN2 EN3 PSM/PWM VOUT2 SW2 C2 4.7µF VOUT1 @ 1200mA FB1 L2 1µH VOUT2 @ 1200mA C6 10µF R3 FB2 PGND2 LDO1 (ANALOG) VOUT3 FB3 C3 1µF ON EN4 EN4 VIN4 C4 1µF VOUT4 LDO2 (DIGITAL) FB4 VOUT4 @ 300mA C8 1µF ADP5034 09703-022 OFF VOUT3 @ 300mA C7 1µF AGND 图53. 带使能引脚并提供固定输出电压的ADP5034 AVIN CAVIN 0.1µF 2.3V TO 5.5V HOUSEKEEPING VIN1 SW1 C1 4.7µF OFF ON BUCK1 EN1 VOUT1 EN1 FB1 PGND1 L1 1µH R2 MODE PWM MODE VIN2 MODE ON EN2 EN3 VIN3 1.7V TO 5.5V OFF C3 1µF ON EN3 PGND2 LDO1 (ANALOG) EN4 VOUT2 @ 1200mA R3 R4 C6 10µF VOUT3 FB3 R5 R6 EN4 VIN4 C4 1µF EN2 FB2 L2 1µH C7 1µF VOUT4 LDO2 (DIGITAL) FB4 R7 R8 C8 1µF VOUT3 @ 300mA VOUT4 @ 300mA 09703-023 OFF BUCK2 PSM/PWM VOUT2 SW2 C2 4.7µF VOUT1 @ 1200mA C5 10µF R1 ADP5034 AGND 图54. 带使能引脚并提供可调输出电压的ADP5034 物料清单 表13. 基准电压源 CAVIN C3, C4, C7, C8 C1, C2 C5, C6 L1, L2 IC1 值 0.1 µF, X5R, 6.3 V 1 µF, X5R, 6.3 V 4.7 µF, X5R, 6.3 V 10 µF, X5R, 6.3 V 1 µH, 0.18 Ω, 850 mA 1 µH, 0.085 Ω, 1400 mA 1 µH, 0.09 Ω, 1500 mA 1 µH, 0.059 Ω, 900 mA 1 µH, 0.086 Ω, 1350 mA 四稳压器微型PMU 产品型号 JMK105BJ104MV-F LMK105BJ105MV-F ECJ-0EB0J475M JMK107BJ106MA-T BRC1608T1R0M LQM2MPN1R0NG0B LQM2HPN1R0MJ0L EPL2014-102ML MDT2520-CN ADP5034 Rev. E | Page 26 of 28 供应商 Taiyo-Yuden Taiyo-Yuden Panasonic-ECG Taiyo-Yuden Taiyo-Yuden Murata Murata Coilcraft Toko ADI公司 封装或尺寸(mm) 0402 0402 0402 0603 0603 2.0 × 1.6 × 0.9 2.5 × 2.0 × 1.1 2.0 × 2.0 × 1.4 2.5 × 2.0 × 1.2 24引脚LFCSP ADP5034 外形尺寸 4.10 4.00 SQ 3.90 PIN 1 INDICATOR 0.30 0.25 0.20 0.50 BSC PIN 1 INDICATOR 24 19 18 1 EXPOSED PAD TOP VIEW 0.80 0.75 0.70 13 12 BOTTOM VIEW 0.05 MAX 0.02 NOM COPLANARITY 0.08 0.20 REF SEATING PLANE 6 7 0.25 MIN FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. 06-11-2012-A 0.50 0.40 0.30 2.20 2.10 SQ 2.00 COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-WGGD-8. 图55. 24引脚引线框芯片级封装[LFCSP_WQ] 4 mm x 4 mm超薄体 (CP-24-10) 图示尺寸单位：mm 9.80 9.70 9.60 3.55 3.50 3.45 15 28 4.50 4.40 4.30 1 14 BOTTOM VIEW 1.05 1.00 0.80 1.20 MAX SEATING PLANE COPLANARITY 0.10 0.65 BSC 0.30 0.19 8° 0° 0.20 0.09 0.75 0.60 0.45 FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-153-AET 图55. 28引脚裸露焊盘、超薄紧缩小型封装[TSSOP_EP] 9.7 mm × 6.4 mm (RE-28-1) 图示尺寸单位：mm Rev. E | Page 27 of 28 02-23-2012-A TOP VIEW 0.15 0.05 3.05 3.00 2.95 EXPOSED PAD (Pins Up) 6.40 BSC ADP5034 订购指南 型号1 ADP5034ACPZ-R2 ADP5034ACPZ-R7 温度范围 −40°C至+125°C −40°C至+125°C ADP5034ACPZ-1-R7 −40°C至+125°C ADP5034ACPZ-2-R7 ADP5034ACPZ-3-R7 ADP5034AREZ ADP5034AREZ-R7 ADP5034AREZ-1 ADP5034AREZ-1-R7 ADP5034-1-EVALZ ADP5034RE-EVALZ 1 2 3 4 −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C 输出电压(V)2 可调 可调 VOUT1 = 1.2 V VOUT2 = 3.3 V VOUT3 = 2.8 V VOUT4 = 1.8 V 可调 可调 可调 −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C 可调 可调 可调 UVLO3 低 低 有源下拉电阻4 仅对降压通道使能 仅对降压通道使能 封装描述 24引脚架构芯片级封装(LFCSP_WQ) 24引脚架构芯片级封装(LFCSP_WQ) 封装选项 CP-24-10 CP-24-10 低 仅对降压通道使能 24引脚架构芯片级封装(LFCSP_WQ) CP-24-10 高 高 低 仅对降压通道使能 所有通道均使能 所有通道均使能 24引脚架构芯片级封装(LFCSP_WQ) 24引脚架构芯片级封装(LFCSP_WQ) 28引脚TSSOP封装(TSSOP_EP) CP-24-10 CP-24-10 RE-28-1 低 高 高 所有通道均使能 所有通道均使能 所有通道均使能 28引脚TSSOP封装(TSSOP_EP) 28引脚TSSOP封装(TSSOP_EP) 28引脚TSSOP封装(TSSOP_EP) ADP5034ACPZ-2-R7的评估板 ADP5034ACPZ-2-R7的评估板 RE-28-1 RE-28-1 RE-28-1 Z = 符合RoHS标准的器件。 欲了解其它选项，请联系当地代理商或分销代表。.其它选项如下： BUCK1和BUCK2：3.3 V、3.0 V、2.8 V、2.5 V、2.3 V、2.0 V、1.8 V、1.6 V、1.5 V、1.4 V、1.3 V、1.2 V、1.1 V、1.0 V、0.9 V或可调。 LDO1和LDO2：3.3 V、3.0 V、2.8 V、2.5 V、2.25 V、2.0 V、1.8 V、1.7 V、1.6 V、1.5 V、1.2 V、1.1 V、1.0 V、0.9 V、0.8 V或可调。 UVLO：低或高。 BUCK1、BUCK2、LDO1/LDO2：有源下拉电阻可编程设置为使能或禁用。 ©2011–2013 Analog Devices, Inc. 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