19-1758; Rev 0; 8/00 概要 _______________________________ 特長 _______________________________ MAX1855評価キット(EVキット)は、ハイパワー、ダイ ナミック可変のノートブックCPU電源アプリケーション 回路を実証します。このDC-DCコンバータは、高電圧 バッテリ及び/又はACアダプタをステップダウンして、 高精度、低電圧CPUコアV CC 電源電圧を生成します。 MAX1855EVキットは、電圧ポジショニング方式電源を 必要とするCPUコアアプリケーション用に設計されて います。電圧ポジショニングと高精度DC制御ループは、 最大負荷時の電力消費を低減し、必要な出力コンデンサ 数を低減します。 ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ この完全実装済み、試験済みの回路基板は、+7V∼ +24Vのバッテリ入力範囲から、0.6V∼1.75Vのディ ジタル可変出力電圧を提供します。最大出力電流は 18Aです。本EVキットはスイッチング周波数300kHzで 動作し、優れたライン及び負荷過渡応答特性を備えて います。 本EVキットは、MAX1716(0.925V∼1.6V出力)及び MAX1854(0.925V∼2.0V出力)の評価にも使用する ことができます。 Quick-PWMはMaxim Integrated Productsの商標です。 ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ 高速、高精度、高効率 出力電圧ポジショニング わずか5つの出力コンデンサ CPUの消費電力を低減 高速応答Quick-PWMTMアーキテクチャ 入力電圧範囲：7V∼24V 可変出力電圧範囲(5ビットDAC) MAX1716 0.925V∼1.6V MAX1854 0.925V∼2.0V MAX1855 0.6V∼1.75V 負荷電流容量：18A スイッチング周波数：300kHz VGATE遷移完了インジケータ パッケージ：24ピンQSOP 薄型部品 完全実装済み、試験済み 型番 _______________________________ PART TEMP. RANGE MAX1855EVKIT 0°C to +70°C IC PACKAGE 24 QSOP 注記：MAX1716/MAX1854の評価には、MAX1855EVキット と共にMAX1716EEG/MAX1854EEの無料サンプルを ご請求下さい。 部品リスト _________________________________________________________________ DESIGNATION QTY DESCRIPTION DESIGNATION QTY C14 C1–C4, C18 C5–C8, C16 C9 C10 C11, C12 C13 5 5 10µF, 25V ceramic capacitors (1812) Taiyo Yuden TMK432BJ106KM or TDK C4532X5R1E106M 220µF, 2.5V, 15mΩ low-ESR specialty polymer capacitors Panasonic EEFUE0E221R 1 0.1µF ceramic capacitor (0805) 1 10µF, 6.3V X5R ceramic capacitor (1210) Taiyo Yuden JMK325BJ106MN or equivalent 2 1 0.22µF, 16V X5R ceramic capacitors (0805) Taiyo Yuden EMK212BJ224KG or equivalent C15 DESCRIPTION 1 47pF ceramic capacitor (0805) 1 1µF, 10V X5R ceramic capacitor (0805) Taiyo Yuden LMK212BJ105MG or equivalent C17 0 Not installed R1 1 20Ω ±5% resistor (1206) R2, R14 2 0.006Ω ±1% 1W resistors (2512) Dale WSL-2512-R006F R3, R4 2 1MΩ ±5% resistors (0805) R6 1 100kΩ ±1% resistor (0805) R8 1 100Ω ±5% resistor (0805) R5, R9, R13 3 1kΩ ±1% resistors (0805) R10 0 Not installed (0805) R11 1 100kΩ ±5% resistor (0805) R12 1 200kΩ ±1% resistor (0805) 1000pF ceramic capacitor (0805) ________________________________________________________________ Maxim Integrated Products 1 本データシートに記載された内容は、英語によるマキシム社の公式なデータシートを翻訳したものです。翻訳により生じる相違及び誤りに ついての責任は負いかねます。正確な内容の把握にはマキシム社の英語のデータシートをご参照下さい。 無料サンプル及び最新版データシートの入手にはマキシム社のホームページをご利用下さい。www.maxim-ic.com Evaluates: MAX1716/MAX1854/MAX1855 MAX1855評価キット Evaluates: MAX1716/MAX1854/MAX1855 MAX1855評価キット 部品リスト(続き) ____________________________________________________________ DESIGNATION QTY D1 D2 D3 L1 N1, N4 N2, N3 1 1 DESCRIPTION 2A Schottky diode Central Semiconductor CMSH2-40 STM-Microelectronics STPS2L25U or International Rectifier 10MQ040 100mA Schottky diode Central Semiconductor CMPSH-3 1 1A Schottky diode Motorola MBRS130LT3 or International Rectifier 10BQ040 or Nihon EC10QS03 1 0.68µH power inductor Sumida CEP125 #4712-T007 or Sumida CDEP134H-0R6 or Panasonic ETQP6F0R6BFA 2 N-channel MOSFETs (8-pin SO) International Rectifier IRF7811 or International Rectifier IRF7811A 2 N-channel MOSFETs (8-pin SO) International Rectifier IRF7811 or International Rectifier IRF7811A or Fairchild FDS7764A DESIGNATION QTY DESCRIPTION N5 0 Not installed U1 1 MAX1855EEG (24-pin QSOP) JU1 2 2-pin headers None 2 Shunts (JU1, JU2) SW1 1 DIP-5 dip switch SW2 1 Momentary switch, normally open Digi-Key P8006/7S J1 1 Scope-probe connector Berg Electronics 33JR135-1 None 4 Rubber bumpers 3M SJ-5007 or Mouser 517-SJ-5007BK or equivalent None 1 MAX1716/MAX1854/MAX1855 PC board None 1 MAX1855 EV kit data sheet None 1 MAX1716/MAX1854/MAX1855 data sheet クイックスタート_____________________ 詳細 _______________________________ 1) 電源を投入する前に、回路が電源及びダミー負荷に 正しく接続されていることを確認します。 この18Aステップダウンレギュレータは、周波数300kHz 及び出力電圧設定約1.35V∼1.6Vに最適化されています。 低出力電圧においては過渡応答が若干劣化し、効率が 悪くなります。VOUT =1.6Vにおけるインダクタリップル は約30%で、その結果パルススキッピングスレッショ ルドはおよそILOAD = 3A(VIN=12V)となります。 2) シャントがJU1に接続されていること(SHDN = VCC)を確認します。 3) +5Vバイアス電源の先にバッテリ電源を投入しま す。さもないと、出力UVLOタイマがタイムアウト してFAULTラッチがセットされ、+5V電源がサイクル されるか、シャットダウンがトグルされるまで レギュレーションがディセーブルされます。 4) DMM及び/又はオシロスコープで出力を観察します。 負荷電流を変えながら、LXスイッチングノードと MOSFETゲートドライブ信号を観察します。 5) 表1に従ってスイッチSW1を設定することにより、 所望の出力電圧が得られます。 推奨機器 ____________________________ • +7V∼+24V、30W以上の電源、バッテリ又はノート ブックACアダプタ • 5V(100mA)DCバイアス電源 • 18Aをシンクできるダミー負荷 • ディジタルマルチメータ(DMM) • 100MHzのデュアルトレースオシロスコープ 出力電圧の設定 MAX1855は、フィードバック抵抗分圧器として内部 5ビットDACを使用します。出力電圧は、D0∼D4入力を 使用して0.6V∼1.75Vの範囲にディジタル設定する ことができます(表1)。 負荷過渡測定 大きく、速い負荷トランジェントに出力をさらして、 オシロスコープで観察して下さい。この興味深い実験 では、付属のスコーププローブジャックを使った注意 深い出力の工夫が必要です。出力リップルと負荷過渡 応答を正確に測定するには、グランドクリップリードを 完全に避け、プローブをジャックに直接差し込める ようにプローブハットを除去して、GNDシールドを露出 させる必要があります。さもないと、EMIとノイズの ために波形が悪化します。 2 ________________________________________________________________________________________ MAX1855評価キット Evaluates: MAX1716/MAX1854/MAX1855 表1. MAX1855出力電圧調整設定 OUTPUT VOLTAGE (V) D4 D3 D2 D1 D0 MAX1716 MAX1854 MAX1855 0 0 0 0 0 NO CPU* 2.000 1.750 0 0 0 0 1 NO CPU* 1.950 1.700 0 0 0 1 0 NO CPU* 1.900 1.650 0 0 0 1 1 NO CPU* 1.850 1.600 0 0 1 0 0 NO CPU* 1.800 1.550 0 0 1 0 1 NO CPU* 1.750 1.500 0 0 1 1 0 NO CPU* 1.700 1.450 0 0 1 1 1 NO CPU* 1.650 1.400 0 1 0 0 0 1.600 1.600 1.350 0 1 0 0 1 1.550 1.550 1.300 0 1 0 1 0 1.500 1.500 1.250 0 1 0 1 1 1.450 1.450 1.200 0 1 1 0 0 1.400 1.400 1.150 0 1 1 0 1 1.350 1.350 1.100 0 1 1 1 0 1.300 1.300 1.050 0 1 1 1 1 NO CPU* NO CPU* 1.000 1 0 0 0 0 1.275 1.275 0.975 1 0 0 0 1 1.250 1.250 0.950 1 0 0 1 0 1.225 1.225 0.925 1 0 0 1 1 1.200 1.200 0.900 1 0 1 0 0 1.175 1.175 0.875 1 0 1 0 1 1.150 1.150 0.850 1 0 1 1 0 1.125 1.125 0.825 1 0 1 1 1 1.100 1.100 0.800 1 1 0 0 0 1.075 1.075 0.775 1 1 0 0 1 1.050 1.050 0.750 1 1 0 1 0 1.025 1.025 0.725 1 1 0 1 1 1.000 1.000 0.700 1 1 1 0 0 0.975 0.975 0.675 1 1 1 0 1 0.950 0.950 0.650 1 1 1 1 0 0.925 0.925 0.625 1 1 1 1 1 NO CPU* NO CPU* 0.600 * In the NO-CPU state, DH and DL are held low. 電源テスト用のベンチトップエレクトロニック負荷の 殆どは、DC-DCコンバータを超高速負荷トランジェント にさらすだけの能力がありません。CPU VCOREピンの 消費電流di/dtをエミュレートするには、最低10A/µsの 負荷トランジェントが必要です。こうした過酷な負荷 トランジェントを発生させる簡単な方法として、スコープ プローブジャックの両端にMTP3055及び12N05等の MOSFETを直接ハンダ付けする方法があります。この 場合、MOSFETの熱ストレスを最小限に抑えるために、 強いパルス発生器を使用して低デューティサイクル (10%)でゲートを駆動します。負荷電流は、パルス 発生器のハイレベル出力を変えることにより調整して 下さい。 _______________________________________________________________________________________ 3 Evaluates: MAX1716/MAX1854/MAX1855 MAX1855評価キット 負荷電流を決定するために、負荷経路にメーターを 挿入する方法が考えられますが、ここではダミー負荷 MOSFETの経路を低抵抗、低インダクタンスにする 必要があるので、この方法は使えません。特定のパルス 発生器の振幅で流れる負荷電流量を知る簡単な別の 方法が2 つあります。第1 の、そして最良の方法は、 Tektronix AM503等のキャリブレーションされたAC 電流プローブを使用して、インダクタ電流を観察する ことです。バックトポロジーにおいて負荷電流は、 インダクタ電流の平均値と等しくなるからです。第2の 方法は、最初に静的なダミー負荷を付けてバッテリ 電流を測定する方法です。それから、デューティサイ クル100%で一時的にMOSFETダミー負荷を接続して、 バッテリ電流が適切なレベルに上がるまでゲート駆動 信号を調整して下さい(この作業で煙や炎が出るのを 防ぐためには、MOSFET負荷のヒートシンク性能を 良くする必要があります）。 部品メーカ __________________________ SUPPLIER Central Semiconductor PHONE FAX 516-435-1110 516-435-1824 Dale-Vishay 402-564-3131 402-563-6418 Fairchild 408-721-2181 408-721-1635 International Rectifier 310-322-3331 310-322-3332 Kemet 408-986-0424 Nihon 847-843-7500 ジャンパ設定 ________________________ 表2. ジャンパJU1の機能 (シャットダウンモード) SHUNT LOCATION SHDN PIN ON Connected to VCC MAX1855 enabled OFF Connected to GND Shutdown mode, VOUT = 0V 表3. ジャンパJU2の機能 (低ノイズモード) SHUNT LOCATION SKIP PIN ON Connected to VCC Low-noise mode, forced fixed-frequency PWM operation Connected to GND Normal operation, allows automatic PWM/PFM switchover for pulse-skipping at light load, resulting in highest efficiency OFF SHUNT LOCATION JU3 ON 408-986-1442 JU4, JU5 OFF 847-843-2798 JU4 ON JU3, JU5 OFF 602-303-5454 Panasonic 714-373-7939 714-373-7183 Sanyo 619-661-6835 619-661-1055 STMMicroelectronics 617-259-0300 617-259-9442 602-994-6430 Sumida 708-956-0666 708-956-0702 Taiyo Yuden 408-573-4150 408-573-4159 TDK 847-390-4373 847-390-4428 MAX1855 OUTPUT 表4. ジャンパJU3/JU4/JU5の機能 (スイッチング周波数選択) JUMPER ON Semiconductor (Motorola) MAX1855 OUTPUT TON PIN FREQUENCY (kHz) Connected to REF 400 Connected to VCC 200 JU5 ON JU3, JU4 OFF Connected to GND 550 JU3, JU4, JU5 OFF Floating 300 Note: Don’t change the operating frequency without first recalculating component values because the frequency has a significant effect on the peak current-limit level, MOSFET heating, preferred inductor value, PFM/PWM switchover point, output noise, efficiency, and other critical parameters. Note: Please indicate that you are using the MAX1855, MAX1716, or MAX1854 when contacting these component suppliers. 4 ________________________________________________________________________________________ MAX1855評価キット SHUNT LOCATION CURRENT-LIMIT THRESHOLD ILIM PIN ON Connected to VCC OFF Connected to resistor divider R6/R12. Refer to the Setting the Current Limit section in the MAX1855 data sheet for more information. 120mV Adjustable between 50mV and 200mV. 表6. トラブルシューティングガイド SYMPTOM POSSIBLE PROBLEM Circuit won’t start when power is applied. POSSIBLE PROBLEM Power-supply sequencing: +5V bias supply was applied first. Cycle SHDN Press the RESET button. Output overvoltage due to shorted high-side MOSFET. Replace the MOSFET. Output overvoltage due to load recovery overshoot. Reduce the inductor value, raise the switching frequency, or add more output capacitance. Transient overload condition. Add more low-ESR output capacitors. Broken connection, bad MOSFET, or other catastrophic problem. Troubleshoot the power stage. Are the DH and DL gate-drive signals present? Is the 2V VREF present? VBATT power source has poor impedance characteristic. Add a bulk electrolytic bypass capacitor across the bench-top power supply or substitute a real battery. Instability due to low-ESR ceramic or polymer capacitors placed across fast feedback path (FB-GND). Add parasitic PC board trace resistance between the LX-FB connection and the ceramic capacitor. OR Substitute a different capacitor type (OS-CON, tantalum, aluminum electrolytic, and polymer types work well). Excessive EMI, poor efficiency at high input voltages. Gate-drain capacitance of N2/N3 is causing shoot-through cross-conduction. Observe the gate-source voltage of N2/N3 during the low-to-high LX node transition (this requires careful instrumentation). Is the gate voltage being pulled above 1.5V, causing N2/N3 to turn on? Use a smaller low-side MOSFET or add a BST resistor (R7). Poor efficiency at high input voltages, N1/N4 get hot. N1/N4 have excessive gate capacitance. Use a smaller high-side MOSFET or add more heatsinking. Circuit won’t start when RESET is pressed, +5V bias supply cycled. On-time pulses are erratic or have unexpected changes in period. Load-transient waveform shows excess ringing. OR LX switching waveform exhibits double-pulsing (pulses separated only by a 400ns min off-time). _______________________________________________________________________________________ 5 Evaluates: MAX1716/MAX1854/MAX1855 表5. ジャンパJU6の機能 (固定/可変電流リミット選択) VCC REF D4 D3 D2 D1 D0 SKIP SHDN VBATT 2V JU2 VCC SW1-E 5 SW1-D 4 SW1-C 3 SW1-B 2 図1. MAX1855EVキットの回路図 6 ________________________________________________________________________________________ R6 100k 1% JU5 550kHz 6 8 9 5 16 17 18 19 20 21 3 R12 200k 1% C14 47pF C12 0.22µF 6 7 8 9 SW1-A 1 10 R4 1MΩ R3 1MΩ JU1 R5 1k FLOAT = 300kHz RESET SW2 JU3 400kHz JU4 200kHz 7V TO 24V REF ILIM TDN REF CC D4 D3 D2 D1 D0 SKIP SHDN U1 R1 20Ω 14 PGND MAX1855 VCC VCC C11 0.22µF FB VPS CS DL LX DH BST V+ VGATE 10 AGND VDD VDD 12 4 R13 1k 1% 11 24 13 23 1 4 7 8 3 R11 100k 4 C9 0.1µF 7 8 VCC 4 C15 1µF 7 8 7 8 3 3 R14 0.006Ω 1% N3 1 2 D1 L1 0.6µH N4 1 2 N1 1 2 6 5 6 5 C18 10µF 25V 6 5 C4 10µF 25V VGATE R2 0.006Ω 1% N2 4 1 2 6 5 VDD C3 10µF 25V R8 100Ω 3 D2 CMPSH–3 C2 10µF 25V REF R10 OPEN R9 1k 1% N5 1 2 6 5 C13 1000pF R7 SHORT (PC TRACE) 22 2 C1 10µF 25V 3 7 8 4 C5 220µF 2.5V VBIAS C6 220µF 2.5V C8 220µF 2.5V +5V C16 220µF 2.5V C7 220µF 2.5V C17 OPEN D3 J1 C10 10µF 6.3V SCOPE GND VOUT JACK Evaluates: MAX1716/MAX1854/MAX1855 MAX1855評価キット MAX1855評価キット 図2. MAX1855EVキットの部品配置図 (トップシルクスクリーン) Evaluates: MAX1716/MAX1854/MAX1855 1.0" 1.0" 図3. MAX1855EVキットのプリント基板レイアウト (部品面側) 1.0" 図4. MAX1855EVキットのプリント基板レイアウト (第2及び第3層) 1.0" 図5. MAX1855EVキットのプリント基板レイアウト (はんだ面側) _______________________________________________________________________________________ 7 Evaluates: MAX1716/MAX1854/MAX1855 MAX1855評価キット 1.0" 図6. MAX1855EVキットの部品配置図(はんだ面側) 販売代理店 〒169 -0051東京都新宿区西早稲田3-30-16（ホリゾン1ビル） TEL. (03)3232-6141 FAX. (03)3232-6149 マキシム社では全体がマキシム社製品で実現されている回路以外の回路の使用については責任を持ちません。回路特許ライセンスは明言されていません。 マキシム社は随時予告なしに回路及び仕様を変更する権利を保留します。 8 _____________________Maxim Integrated Products, 120 San Gabriel Drive, Sunnyvale, CA 94086 408-737-7600 © 2000 Maxim Integrated Products is a registered trademark of Maxim Integrated Products.