19-1360; Rev 3; 3/00 高効率、低消費電流、小型、 ステップアップDC-DCコンバータ 概要 ___________________________________ 特長 ___________________________________ MAX1674/MAX1675/MAX1676は小型µMAXパッ ケージの高効率なステップアップDC-DCコンバータです。 同期整流器を内蔵することによって外付けのショットキ ダイオードが不要となり、高効率、省スペース及び 低価格を実現します。自己消費電流は、僅か16µAです。 ◆ 高効率：94% (200mA出力時) 動作入力電圧範囲は0.7V∼VOUTです。VOUTは2V∼5.5V まで設定できます。スタートアップ電圧の保証値は、 1.1Vです。MAX1674/MAX1675/MAX1676は、5V 又は3.3Vでのプリセット及びピン選択出力が可能となっ ています。また外部抵抗2個を使用すれば、出力電圧を 任意に調整することができます。 ◆ LBI/LBO ローバッテリ検出 これらの3デバイスはすべて、0.3Ω NチャネルMOSFET のパワースイッチを内蔵しています。MAX1674では 電流リミット値は1A、MAX1675は0.5Aでより小型の インダクタを使用できます。MAX1676は10ピンµMAX パッケージで提供され、電流リミットの調整及びインダ クタリンギングの減少が可能です。 アプリケーション _______________________ ページャ 携帯電話 ◆ 自己消費電流：16µA ◆ 同期整流器内蔵（外部ダイオード不要） ◆ ロジック制御シャットダウン：0.1µA ◆ リップル減少のための選択可能な電流制限値 ◆ 低ノイズ、アンチリンギング機能（MAX1676） ◆ 8ピン及び10ピンµMAXパッケージ ◆ 組み立て済み評価キット（MAX1676EVKIT） 型番 ___________________________________ PART TEMP. RANGE PIN-PACKAGE MAX1674EUA MAX1675EUA MAX1676EUB -40°C to +85°C -40°C to +85°C -40°C to +85°C 8 µMAX 8 µMAX 10 µMAX 医療機器 ハンドヘルドコンピュータ ピン配置 _______________________________ PDA RFタグ TOP VIEW 1∼3セルのハンドヘルド機器 標準動作回路 ___________________________ INPUT 0.7V TO VOUT FB 1 LBI 2 LBO 3 MAX1674 MAX1675 REF 4 ON SHDN OFF LX MAX1674 OUT MAX1675 LBI REF 0.1µF LBO FB 1 FB GND LOW-BATTERY DETECT OUT OUT 7 LX 6 GND 5 SHDN µMAX OUTPUT 3.3V, 5V, OR ADJ (2V TO 5.5V) UP TO 300mA 10 OUT LBI 2 LOW-BATTERY DETECT IN 8 LBO 3 MAX1676 9 LX 8 GND CLSEL 4 7 BATT REF 5 6 SHDN µMAX ________________________________________________________________ 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 MAX1674/MAX1675/MAX1676 NUAL KIT MA ATION U EET L H A S V E S DATA W O L L FO MAX1674/MAX1675/MAX1676 高効率、低消費電流、小型、 ステップアップDC-DCコンバータ ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS Supply Voltage (OUT to GND) ..............................-0.3V to +6.0V Switch Voltage (LX to GND) .....................-0.3V to (VOUT + 0.3V) Battery Voltage (BATT to GND).............................-0.3V to +6.0V SHDN, LBO to GND ..............................................-0.3V to +6.0V LBI, REF, FB, CLSEL to GND ...................-0.3V to (VOUT + 0.3V) Switch Current (LX) ...............................................-1.5A to +1.5A Output Current (OUT) ...........................................-1.5A to +1.5A Continuous Power Dissipation (TA = +70°C) 8-Pin µMAX (derate 4.1mW/°C above +70°C) .............330mW 10-Pin µMAX (derate 5.6mW/°C above +70°C) ...........444mW Operating Temperature Range ...........................-40°C to +85°C Junction Temperature ......................................................+150°C Storage Temperature Range .............................-65°C to +165°C Lead Temperature (soldering, 10s) .................................+300°C Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability. ELECTRICAL CHARACTERISTICS (VBATT = 2V, FB = OUT (VOUT = 3.3V), RL = ˙∞, TA = 0°C to +85°C, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25°C.) PARAMETER SYMBOL CONDITIONS MIN Operating Voltage VIN Start-Up Voltage 1.1 TA = +25°C VOUT 3.17 3.30 3.43 4.80 5 5.20 IOUT VREF 300 420 MAX1675, MAX1676 (CLSEL = GND) 150 220 MAX1674, MAX1676 (CLSEL = OUT) 180 285 MAX1675, MAX1676 (CLSEL = GND) 90 130 IREF = 0 1.274 1.30 1.326 0.024 TEMPCO V V V mV/°C Reference Voltage Load Regulation VREF_LOAD IREF = 0 to 100µA 3 15 mV Reference Voltage Line Regulation VREF_LINE VOUT = 2V to 5.5V 0.08 2.5 mV/V 1.30 1.326 V 0.3 0.6 Ω 1.274 FB, LBI Input Threshold Internal NFET, PFET On-Resistance LX Switch Current Limit (NFET) LX Leakage Current 2 V mA FB = GND (VOUT = 5V) Reference Voltage Tempco 5.5 MAX1674, MAX1676 (CLSEL = OUT) V mV/°C FB = GND FB = OUT (VOUT = 3.3V) Reference Voltage 1.1 FB = OUT 2 UNITS V -2 Output Voltage Range Steady-State Output Current (Note 2) MAX 5.5 0.9 TA = +25°C, RL = 3kΩ (Note 1) Start-Up Voltage Tempco Output Voltage TYP 0.7 Minimum Input Voltage RDS(ON) ILIM ILEAK ILX = 100mA MAX1674, MAX1676 (CLSEL = OUT) 0.80 1 1.20 MAX1675, MAX1676 (CLSEL = GND) 0.4 0.5 0.65 0.05 1 VLX = 0, 5.5V; VOUT = 5.5V _______________________________________________________________________________________ A µA 高効率、低消費電流、小型、 ステップアップDC-DCコンバータ (VBATT = 2V, FB = OUT (VOUT = 3.3V), RL = ˙∞, TA = 0°C to +85°C, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25°C.) PARAMETER Operating Current into OUT (Note 3) Shutdown Current into OUT SYMBOL Efficiency CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS VFB = 1.4V, VOUT = 3.3V 16 35 µA SHDN = GND 0.1 1 µA VOUT = 3.3V, ILOAD = 200mA 90 VOUT = 2V, ILOAD = 1mA 85 % LX Switch On-Time tON VFB = 1V, VOUT = 3.3V 3 4 7 µs LX Switch Off-Time tOFF VFB = 1V, VOUT = 3.3V 0.8 1 1.2 µs FB Input Current IFB VFB = 1.4V 0.03 50 nA LBI Input Current ILBI VLBI = 1.4V 1 50 nA 3 µA nA CLSEL Input Current ICLSEL MAX1676, CLSEL = OUT 1.4 SHDN Input Current I SHDN V SHDN = 0 or VOUT 0.07 50 VLBI = 0, ISINK = 1mA 0.2 0.4 V V LBO = 5.5V, VLBI = 5.5V 0.07 1 µA 150 Ω LBO Low Output Voltage LBO Off Leakage Current I LBO Damping Switch Resistance SHDN Input Voltage CLSEL Input Voltage MAX1676, VBATT = 2V 88 VIL 0.2VOUT VIH 0.8VOUT VIL 0.2VOUT VIH 0.8VOUT V V ELECTRICAL CHARACTERISTICS (VBATT = 2V, FB = OUT, RL = ∞, TA = -40°C to +85°C, unless otherwise noted.) (Note 4) PARAMETER Output Voltage SYMBOL VOUT MIN MAX FB = OUT CONDITIONS 3.13 3.47 FB = GND 4.75 5.25 Output Voltage Range Reference Voltage VREF IREF = 0 FB, LBI Thresholds Internal NFET, PFET On-Resistance 2.20 5.5 V 1.3325 V 1.2675 1.3325 V 0.6 Ω 40 µA VFB = 1.4V, VOUT = 3.3V SHDN = GND Shutdown Current into OUT V 1.2675 RDS(ON) Operating Current into OUT (Note 3) UNITS 1 µA LX Switch On-Time tON VFB = 1V, VOUT = 3.3V 2.7 7.0 µs LX Switch Off-Time tOFF VFB = 1V, VOUT = 3.3V 0.75 1.25 µs MAX1674, MAX1676 (CLSEL = OUT) 0.75 1.25 MAX1675, MAX1676 (CLSEL = GND) 0.36 0.69 LX Switch Current Limit (NFET) ILIM A _______________________________________________________________________________________ 3 MAX1674/MAX1675/MAX1676 ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) (VBATT = 2V, FB = OUT, RL = ∞, TA = -40°C to +85°C, unless otherwise noted.) (Note 4) MAX UNITS CLSEL Input Current PARAMETER ICLSEL MAX1676, CLSEL = OUT 3 µA SHDN Input Current SYMBOL I SHDN VSHDN = 0 or VOUT 75 nA V LBO = 5.5V, VLBI = 5.5V 1 µA LBO Off Leakage Current I LBO CONDITIONS MIN Note 1: Start-up voltage operation is guaranteed with the addition of a Schottky MBR0520 external diode between the input and output. Note 2: Steady-state output current indicates that the device maintains output voltage regulation under load. See Figures 5 and 6. Note 3: Device is bootstrapped (power to the IC comes from OUT). This correlates directly with the actual battery supply. Note 4: Specifications to -40°C are guaranteed by design, not production tested. 標準動作特性 ______________________________________________________________________ (L = 22µH, CIN = 47µF, COUT = 47µF 0.1µF, CREF = 0.1µF, TA = +25°C, unless otherwise noted.) EFFICIENCY vs. LOAD CURRENT 90 80 EFFICIENCY (%) VIN = 2.4V 70 VIN = 1.2V 60 50 40 50 40 20 20 VOUT = 5V ILIMIT = 500mA 10 0 0.01 0.1 1 10 100 VIN = 3.6V VIN = 1.2V 60 30 0 0.01 0.1 1 10 100 VOUT = 3.3V ILIMIT = 500mA 0 1000 0.01 0.1 VIN = 2.4V VIN = 1.2V 60 50 40 30 20 VOUT = 3.3V ILIMIT = 1A 10 0 1 10 LOAD CURRENT (mA) 100 1 10 100 LOAD CURRENT (mA) 1000 MAX1674 toc05 1.300 REFERENCE OUTPUT VOLTAGE (V) MAX1674 toc04 80 EFFICIENCY (%) 40 REFERENCE OUTPUT VOLTAGE vs. TEMPERATURE 90 4 50 LOAD CURRENT (mA) 100 0.1 60 10 EFFICIENCY vs. LOAD CURRENT 0.01 VIN = 1.2V 20 VOUT = 5V ILIMIT = 1A LOAD CURRENT (mA) 70 VIN = 2.4V 70 30 10 1000 80 VIN = 2.4V 70 30 90 EFFICIENCY (%) VIN = 3.6V 80 100 MAX1674 toc02 MAX1674 toc01 90 EFFICIENCY vs. LOAD CURRENT 100 MAX1674 toc03 EFFICIENCY vs. LOAD CURRENT 100 EFFICIENCY (%) MAX1674/MAX1675/MAX1676 高効率、低消費電流、小型、 ステップアップDC-DCコンバータ 1.298 IREF = 0 1.296 1.294 IREF = 100µA 1.292 1.290 -40 -20 0 20 40 60 TEMPERATURE (°C) _______________________________________________________________________________________ 80 100 1000 高効率、低消費電流、小型、 ステップアップDC-DCコンバータ (L = 22µH, CIN = 47µF, COUT = 47µF 0.1µF, CREF = 0.1µF, TA = +25°C, unless otherwise noted.) NO-LOAD BATTERY CURRENT vs. INPUT BATTERY VOLTAGE 100 80 ILIMIT = 0.5A, 5.0V 60 ILIMIT = 0.5A, 3.3V 20 ILIMIT = 1A, 3.3V 0 1.0 0.8 0.6 WITH 1N5817 -1.0 0.01 0.1 1 100 MAXIMUM OUTPUT CURRENT vs. INPUT VOLTAGE (VOUT = 3.3V) 0.6 0.4 0.2 MAX1674toc11 1A CURRENT LIMIT 600 500 400 300 200 0.5A CURRENT LIMIT 800 MAXIMUM OUTPUT CURRENT (mA) 0.8 800 700 100 0 1.0 1.5 2.0 MAX1674 TOC13 2.5 3.0 3.5 4.0 200 0.5A CURRENT LIMIT 100 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 LX CURRENT LIMIT vs. OUTPUT VOLTAGE 1.2 MAX1674toc13.5 P-CHANNEL 0.35 MAX1674, MAX1676 (CLSEL = OUT) 1.0 0.8 0.30 ILIM (A) RESISTANCE (Ω) 300 4.5 N-CHANNEL 0.25 0.20 0.6 0.4 0.15 MAX1675, MAX1676 (CLSEL = GND) 0.10 0.2 0.05 0 0 1µs/div 400 SWITCH RESISTANCE vs. TEMPERATURE 0.40 VOUT AC COUPLED 100mV/div 1A CURRENT LIMIT 500 INPUT VOLTAGE (V) 0.45 VLX 5V/div ILX 0.5A/div 600 INPUT VOLTAGE (V) SUPPLY VOLTAGE (V) HEAVY-LOAD SWITCHING WAVEFORMS 700 0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 SUPPLY VOLTAGE (V) 900 MAXIMUM OUTPUT CURRENT (mA) MAX1674TOC10 SHUTDOWN THRESHOLD (V) 1 10 LOAD CURRENT (mA) MAXIMUM OUTPUT CURRENT vs. INPUT VOLTAGE (VOUT = 5V) 1.0 VIN = 2.4V VOUT = 5.0V -0.4 -0.8 SHUTDOWN THRESHOLD vs. SUPPLY VOLTAGE 0 0 -0.2 -0.6 INPUT BATTERY VOLTAGE (V) 1.2 0.2 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 1.4 0.4 0.4 0 0 MAX167toc09 MAX1674toc08 WITHOUT DIODE 0.6 MAX1674toc12 40 1.4 1.2 0.8 MAX1674toc14 ILIMIT = 1A, 5.0V 1.0 SHUTDOWN CURRENT (µA) 120 1.6 START-UP VOLTAGE (V) 140 INPUT BATTERY CURRENT (µA) 1.8 MAX1674toc07 160 SHUTDOWN CURRENT vs. SUPPLY VOLTAGE START-UP VOLTAGE vs. LOAD CURRENT -60 -40 -20 0 20 40 TEMPERATURE (°C) 60 80 100 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 OUTPUT VOLTAGE (V) _______________________________________________________________________________________ 5 MAX1674/MAX1675/MAX1676 標準動作特性（続き）_______________________________________________________________ MAX1674/MAX1675/MAX1676 高効率、低消費電流、小型、 ステップアップDC-DCコンバータ 標準動作特性（続き）____________________________________________________________ (L = 22µH, CIN = 47µF, COUT = 47µF 0.1µF, CREF = 0.1µF, TA = +25°C, unless otherwise noted.) LOAD-TRANSIENT RESPONSE LINE-TRANSIENT RESPONSE MAX1674 TOC17 VIN = 2.4V VOUT = 3.3V VIN 2V TO 3V 1V/div VOUT 2V/div IOUT 200mA/div VSHDN 2V/div VOUT 50mV/div AC COUPLED VOUT AC COUPLED 100mV/div ILOAD 100mA EXITING SHUTDOWN MAX1674 TOC16 MAX1674 TOC15 5µs/div 10µs/div 500µs/div 端子説明 __________________________________________________________________________ ピン 名称 機 能 1 FB Dual-ModeTMフィードバック入力。+5.0V出力時はGNDに接続。 +3.3V出力時はOUTに接続。+2.0V∼+5.5Vの出力電圧設定 には、レジスタネットワークを使用。 2 2 LBI ローバッテリコンパレータ入力。内部設定により、+1.30Vでトリップ。 3 3 LBO オープンドレインのローバッテリコンパレータ出力。100kΩ抵抗で LBOをOUTに接続。VLBI<1.3V時、出力はロー。シャットダウン時、 LBOはハイインピーダンス。 — 4 CLSEL 電流リミットの入力選択。CLSEL = OUTで、電流リミットを1Aに、 CLSEL = GNDでは、電流リミットは0.5Aに設定。 4 5 REF 5 6 SHDN シャットダウン入力。ハイ(VOUT>80％)で動作モード。ロー (VOUT<20%)でシャットダウンモード。通常はOUTに接続。 — 7 BATT バッテリ入力及びダンピングスイッチ接続。ダンピングスイッチを 使用しない場合は、BATTは無接続にしてください。 6 8 GND グランド 7 9 LX Nチャンネル及びPチャネルパワーMOSFETのドレイン 8 10 OUT 電源出力。OUTからICにブートストラップ電力を供給。 MAX1674 MAX1675 MAX1676 1 1.3Vリファレンス電圧。0.1µFコンデンサでバイパス。 Dual-Modeは、Maxim Integrated Productsの商標です。 6 _______________________________________________________________________________________ 高効率、低消費電流、小型、 ステップアップDC-DCコンバータ MAX1674/MAX1675/MAX1676はコンパクトな ステップアップDC-DCコンバータで、最低スタートアップ 電圧0.9V、入力電圧0.7Vまで動作します。自己消費 電流は僅か16µAです。同期整流器を内蔵しているため 外部ダイオードが不要で、コスト削減だけではなく、 回路損失を減少できるため全体効率が向上します(詳細 については、「同期整流」の項を参照)。内部MOSFET 抵抗は0 . 3Ω(typ)と低く、損失は少なくなります。 MAX1674/MAX1675の電流制限はそれぞれ1A/0.5A です。MAX1675では電流制限が低いため、より小型の インダクタを使用できます。MAX1676はインダクタの リンギングによるノイズ発生を低下させる回路を備えて います。またMAX1676では電流制限(0.5Aまたは1A)の 選択が可能であるため、設計時の自由度が増します。 PFM制御の方式 MAX1674/MAX1675/MAX1676ではユニークな最小 オフタイムおよび電流制限、パルス周波数変調(PFM) 制御方式を採用しています。この方式によって高出力 電流及びパルス幅変調(PWM)の高効率を組み合せ、 一般的なPFM(図1)の超低自己消費電流を実現しました。 発振器を設けずにスイッチング時のピーク電流を一定値 に制限することによって、インダクタ電流をこのピーク リミット値とそれ以下の電流値の間で変化させることが できます。軽負荷時は、一組のワンショットによって、 スイッチング周波数を最小オフタイム(1µs)ならびに最大 オンタイム(4µs)に設定します。スイッチング周波数は 負荷および入力電圧によって、最大500kHzまで変化 させることが可能です。内部NチャネルMOSFETパワー スイッチのピーク電流は、それぞれ1A(MAX1674)、 0.5A(MAX1675)、あるいは選択可能(MAX1676)です。 従来型のパルススキッピングDC-DCコンバータ(リップル 振幅が入力電圧で変化)とは異なり、上記デバイス中では リップル電圧がスイッチング電流のリミット値および フィルタコンデンサの等価シリーズ抵抗(ESR)の積を 超えることはありません。 同期整流 同期整流器の内蔵によって外部ショットキダイオードが 不要となったため、コスト及びボードスペースを削減 することができます。オフタイム・サイクルの期間では、 PチャネルMOSFETがオンとなり、MOSFETのボディ ダイオードをシャントします。 同期整流器を内蔵することにより、外付部品を追加せずに 効率を向上させました。変換効率は「標準動作特性」に 示すように最大94%です。ただし、単一セル(アルカリ、 NiCd又はNiMH)での低電圧入力は、起動用に1N5817 などの外部ショットキダイオードを使用してください。 OUT MINIMUM OFF-TIME ONE-SHOT SHDN EN TRIG Q ONE-SHOT 0.1µF 47µF ZERO CROSSING AMPLIFIER P VIN LX 22µH CLSEL (MAX1676) S F/F R GND MAX1674 MAX1675 MAX1676 BATT CURRENT-LIMIT AMPLIFIER TRIG Q ONE-SHOT VOUT DAMPING SWITCH FB ERROR AMPLIFIER LOW-BATTERY COMPARATOR R4 R5 R6 REFERENCE LBO R1 200Ω (MAX1676) R3 R2 100k 47µF N Q MAXIMUM ON-TIME ONE-SHOT VIN VOUT REF 0.1µF LBI 図1. ファンクションダイアグラム _______________________________________________________________________________________ 7 MAX1674/MAX1675/MAX1676 詳細 ___________________________________ MAX1674/MAX1675/MAX1676 高効率、低消費電流、小型、 ステップアップDC-DCコンバータ 電圧リファレンス VIN REF電圧は、公称+1.30Vです。REFは外部回路に、 最大100µAまでソース可能です。このリファレンスは、 優れた負荷レギュレーションを保持します(「 標準動作 特性」を参照してください)。正常動作を保証するには、 0.1µFのバイパスコンデンサを使用してください。 R1 200Ω BATT 22µH MAX1676 シャットダウン VSDNがロー(VOUTがVSHDN<20%)になると、デバイス はシャットダウンします。通常動作では、SHDNをハイ (VOUTがVSHDN>80%)にドライブ、又はSHDNをOUTに 接続します。シャットダウン中はPチャネルMOSFETの ボディダイオードによって、出力にバッテリから電流が 流れます。VOUTはおよそVIN-0.6Vとなり、LXは高イン ピーダンスを保ちます。OUTの容量および負荷により、 VOUTの電圧降下が決まります。シャットダウンはOUTの 電圧とは無関係に、最大6Vまでプルアップできます。 DAMPING SWITCH LX VOUT OUT 0.1µF 47µF 図2. インダクタダンピングスイッチ回路 電流制限選択ピン(MAX1676) MAX1676では、0.5A又は1Aのインダクタ電流制限を 選択できるため、大電流アプリケーション、あるいは 小電流、コンパクトなものというように、設計の幅が 広がります。電流制限を1Aとする場合はCLSELをOUT に、また0.5Aとする場合はGNDに接続してください。 OUTに接続した場合、CLSELの消費電流は1.4µAです。 VLX 1V/div BATT/ダンピングスイッチ(MAX1676) MAX1676はLXでのリンギングを最小におさえるダン ピングスイッチを内蔵しています。インダクタのエネ ルギーがなくなった時、ダンピングスイッチによって、 インダクタの両端に外部レジスタ(R1)が接続されます （図2）。通常、インダクタ内のエネルギーは出力へ電流 を供給するには十分でないため、LXでのコンデンサと インダクタンスによって共振回路を形成しリンギングを 引き起こしてしまいます。このリンギングは、インダ クタ内の直列抵抗によってエネルギーが消費されるまで 継続することになります。ダンピングスイッチはバイ パスを形成し、エネルギーを一掃するのでLXのリン ギングを最小化できます。LXでのリンギングをダン ピングできてもV O U T のリップルは減少しませんが、 EMIの低減は可能です。ほとんどのアプリケーション では、R1 = 200Ωで問題なく動作しますが、効率は1% 程度低下します。R1の値を大きくすると、ダンピングの 程度は低下し、効率の低下は少なくなります。一般的に V OUT /V IN の比が大きい場合、完全にLXをダンピング するにはR1の値を低くする必要があります。(図2、3、 及び4)。 8 2µs/div 図3. ダンピングスイッチがない場合の、LXリンギング VLX 1V/div 2µs/div 図4. ダンピングスイッチ（外部抵抗200Ωを使用） がある場合の、LX波形 _______________________________________________________________________________________ 高効率、低消費電流、小型、 ステップアップDC-DCコンバータ ローバッテリ検出 VOUTは、FB端子をGND(5V)、あるいはOUT(3.3V)に 接続することにより、3.3Vまたは5.0Vに設定できます (図5、6)。 MAX1674/MAX1675/MAX1676はローバッテリ検出用 に、コンパレータを内蔵しています。LBIでの電圧が内部 リファレンス電圧(1.30V)を下回ると、LBO(オープン ドレイン出力)は電流をGNDにシンクします。ローバッ テリ監視のスレッショルドは、抵抗R3およびR4の2個に よって設定します(図5、6、及び7)。LBI電流が50nA以下 のため、高抵抗(R4 ≦ 260kΩ)を使用し入力電流を最小 とすることができます。R3は、下式で算出します。 R3 = R4 [(VTRIP / VREF) - 1] 出力電圧を調整するには、抵抗分圧器をVOUTからFBおよび GND間に接続します(図7)。ただし、R6は260kΩ以下 としてください。R5を求めるには、以下の計算式を使用 します。 R5 = R6 [(VOUT / VREF ) - 1] ここで、VREF = +1.3V、VOUTは2V∼5Vの範囲とします。 FBの入力バイアス電流は最大50nAなので、抵抗の値を 大きく(R6 ≦ 260kΩ)することができます。 VIN 47µF 22µH R1 200Ω BATT (MAX1676) LX VOUT OUT R3 CLSEL (MAX1676) LBI 0.1µF OUTPUT +3.3V 47µF FB R4 これはVTRIP≧1.3Vの場合です。VTRIPはローバッテリ 検出出力がローになるレベルであり、VREFは内部 1.30Vリファレンス電圧です。CMOS回路をドライブ する際、100kΩまたはそれ以上のプルアップ抵抗を LBOからOUTに接続してください。LBOはオープンドレ イン出力であり、OUTの電圧に関係なく最大6Vまでプル アップできます。LBIがスレッショルドよりも高い場合、 LBO出力はハイインピーダンスとなります。ローバッテリ 検出用コンパレータを使用しない場合は、LBI及びLBOは グランドに接続してください。VTRIPが1.3V以下の場合、 図8に示すようなコンパレータを構成してください。 外部抵抗R3、R4は、次式で算出します。 R3 = R4(VREF - VTRIP) / (VOUT - VREF) SHDN REF MAX1674 MAX1675 MAX1676 R2 100k LOW-BATTERY OUTPUT LBO VIN GND 0.1µF 図5. +3.3Vプリセット出力電圧 47µF 22µH VIN R1 200Ω 47µF R1 200Ω R3 22µH LX OUTPUT 5.0V OUT R3 CLSEL (MAX1676) 0.1µF MAX1674 MAX1675 MAX1676 47µF REF 0.1µF LBO REF LOWBATTERY OUTPUT 0.1µF R2 100k R2 100k MAX1674 MAX1675 MAX1676 OUTPUT 2V to 5.5V SHDN CLSEL (MAX1676) R4 SHDN R4 LX OUT LBI BATT (MAX1676) LBI BATT (MAX1676) 47µF R5 LOWBATTERY OUTPUT LBO FB GND 0.1µF R6 FB GND 図6. +5Vプリセット出力電圧 図7. 可変電圧の設定 _______________________________________________________________________________________ 9 MAX1674/MAX1675/MAX1676 出力電圧の選定 MAX1674/MAX1675/MAX1676 高効率、低消費電流、小型、 ステップアップDC-DCコンバータ VIN VTRIP (VH, VL) MAX1674 MAX1675 MAX1676 R3 47µF 22µH R1 200Ω VOUT OUT 0.1µF 47µF LBI BATT (MAX1676) LX VOUT OUT R3 CLSEL (MAX1676) LBI R2 100k R4 LBO 47µF 0.1µF FB GND R7 SHDN MAX1674 MAX1675 REF MAX1676 GND LBO R2 100k LOWBATTERY OUTPUT R4 0.1µF VH = 1.3V 1 + VL = 1.3V 1 + ( ) ( ) R3 R3 + R7 R4 (VOUT − 1.3V) R 3 R3 − R4 (1.3V) (R2 + R7) WHERE VH IS THE UPPER TRIP LEVEL VL IS THE LOWER TRIP LEVEL 図8. VIN＜1.3V時の、ローバッテリインジケータ抵抗設定 図9. ローバッテリインジケータ用 外部ヒステリシスの追加 ローバッテリコンパレータは非反転出力なため、図9に 示すようにLBOとLBIの間に抵抗を接続し、外部ヒステリ シスを追加できます。LBOがハイの場合、R2及びR7の 直列抵抗は、LBIサミングジャンクションへの電流ソース となります。 そしてMAX1676では1A又は0.5Aとなります。しかし ながら一般的にはインダクタは飽和値の20%を超えて バイアス可能です。ただこの場合には、効率が多少減少 します。表1に、推奨部品を示します。 アプリケーション情報 ___________________ インダクタのDC抵抗は効率に大きく影響します。表2に あるインダクタの仕様比較を参照してください。最大出力 電流は次式で算出します。 インダクタの選定 ほとんどのアプリケーションでは、インダクタは22µHで 問題なく動作します。MAX1674/MAX1675/MAX1676 は、10µHから47µHの範囲のインダクタでも動作します。 インダクタンスを小さくすれば物理的寸法も小さく なって希望の直列抵抗も得られるため、全体的なサイズを 抑えることができます。しかしインダクタのピーク 電流が大きくなり、出力電圧リップル(IPEAK×出力フィ ルタコンデンサのESR)も高くなります。インダクタンス 値を大きくすると大出力電流を流せますが、希望の直列 抵抗を得ようとすると物理的にサイズが大きくなって しまいます。インダクタの飽和電流定格は、ピークの スイッチング電流リミットの値より大きくなければ ならず、MAX1674では1A、MAX1675では500mA、 10 ( ) IOUT MAX = V VIN – VIN ILIM – t OFF OUT η VOUT 2 x L ここで、IOUT（MAX）= 最大出力電流 VIN = 入力電圧 L=インダクタ値（µH） η = 効率（0.9 typ） tOFF = LXスイッチのオフタイム（µs） ILIM = 0.5Aまたは1.0A ______________________________________________________________________________________ 高効率、低消費電流、小型、 ステップアップDC-DCコンバータ 製造方式 インダクタ コンデンサ 整流器（オプション） Surface Mount Sumida CD43 series Sumida CD54 series Coilcraft DT1608C Coilcraft DO1608C Coiltronics Uni-PAC Murata LQH4 series Sprague 593D series Sprague 595D series AVX TPS series ceramic Miniature Through-Hole Sumida RCH654-220 Sanyo OS-CON series 表2. 表面実装部品、インダクタの仕様 表3. 部品メーカ — 電話番号 FAX AVX USA (803) 946-0690 USA (803) 626-3123 2.92 Coilcraft USA (847) 639-6400 USA (847) 639-1469 0.9 2.92 Coiltronics USA (561) 241-7876 USA (561) 241-9339 0.7 2.92 Motorola USA (303) 675-2150 0.111 1.9 5.0 USA (303) 675-2140 (800) 521-6274 15 0.175 1.5 5.0 Murata 0.254 1.2 5.0 USA (814) 237-1431 (800) 831-9172 USA (814) 238-0490 22 10 0.560 0.4 2.6 Murata LQH4N220 22 0.560 0.4 2.6 Sumida CD43-8R2 8.2 0.132 1.26 3.2 Sumida CD43-100 10 0.182 1.15 3.2 Sumida CD54-100 10 0.100 1.44 4.5 Sumida CD54-180 18 0.150 1.23 4.5 Sumida CD54-220 22 0.180 1.11 4.5 製造メーカの パーツ番号 µH Ω IPEAK (A) （最大値） Coilcraft DT1608C-103 10 0.095 0.7 Coilcraft DO1608C-153 15 0.200 Coilcraft DO1608C-223 22 0.320 Coiltronics UP1B-100 10 Coiltronics UP1B-150 Coiltronics UP1B-220 Murata LQH4N100 高さ (mm) 製造メーカ Motorola MBR0530 Nihon EC 15QS02L Nihon USA (805) 867-2555 USA (805) 867-2556 Japan 81-3-3494-7411 Japan 81-3-3494-7414 Sanyo USA (619) 661-6835 USA (619) 661-1055 Japan 81-7-2070-6306 Japan 81-7-2070-1174 Sprague Sumida Taiyo Yuden コンデンサの選択 2Vから5Vへのステップアップの場合、出力フィルタ・ コンデンサに47µF、10Vの表面実装タンタル(SMT)を 使用すると、出力リップルは80mVとなります。小容量の コンデンサ(より高いESRで最低10µF)は負荷が軽い場合、 また出力リップルが大きくても問題のないアプリケー ションで使用できます。10µF∼100µFの範囲のものを 推奨します。バイパス用およびフィルタ用コンデンサ では、直列等価抵抗(ESR)が効率と出力リップルに影響 USA (603) 224-1961 USA (603) 224-1430 USA (647) 956-0666 USA (647) 956-0702 Japan 81-3-3607-5111 Japan 81-3-3607-5144 USA (408) 573-4150 USA (408) 573-4159 します。出力電圧リップルの値は、ピークインダクタ 電流と出力コンデンサESRの積となります。性能を あげる場合は低ESRのコンデンサを使用するか、フィ ルタコンデンサを2個以上を並列に接続してください。 低ESRやSMTタンタルコンデンサは、Sprague(595D シリーズ)、AVX(TPSシリーズ)他から入手できます。 表面実装セラミックや三洋OS-CON(有機半導体)の スルーホールコンデンサもESRが非常に低いほか、 低温での動作も問題ありません。ここでは表3に、推奨 部品のメーカリストを記します。 ______________________________________________________________________________________ 11 MAX1674/MAX1675/MAX1676 表1. 推奨部品 外部整流器(オプション) VIN LX及びOUT間にショットキダイオード(MBR0520など) を接続すると、スタートアップ電圧(図10)を低くする ことができ、入力電圧1.3V以下での動作に推奨します。 ただしダイオードを追加しても効率の大幅向上は望めま せん。 PCボードのレイアウト及びグランド グランドの変動やノイズを最小限に保つため、回路の レイアウトを慎重に行ってください。ICのGNDピンと 入出力フィルタコンデンサのグランドリードは、5mm以上 離れないように配置してください。またFBとLXピンへの 全ての接続は、できるだけ短くしてください。特に外部 にフィードバック抵抗を使用する場合、できるだけFBの 近くに配置してください。出力電圧及び効率を最大 に、また出力リップル電圧を最小にするには、グランド プレーンを設け、ICのGNDを直接接続してください。 47µF 22µH R1 200Ω BATT (MAX1676) LX MBR0520 OUT R3 LBI MAX1674 MAX1675 MAX1676 FB 0.1µF 47µF SHDN R4 R2 100k CLSEL (MAX1676) LOW-BATTERY OUTPUT LBO REF 0.1µF GND 図10. 低入力電圧での動作、ショットキダイオードを 追加 チップ情報 _____________________________ TRANSISTOR COUNT: 751 パッケージ_________________________________________________________________________ 10LUMAX.EPS MAX1674/MAX1675/MAX1676 高効率、低消費電流、小型、 ステップアップDC-DCコンバータ 12 ______________________________________________________________________________________