19-2248; Rev 0; 10/01 KIT ATION EVALU E L B A IL AVA 概要 _______________________________ 特長 _______________________________ MAX1878デュアル電源は、PDAに使用されるステップ ダウン及びステップアップDC-DCコンバータを小型 1 2ピンQFNパッケージに収めています。ステップダ ウンDC-DCコンバータは、ロジック電源用に、1.25Vま での低い出力に500mA以上の電流を提供します。ス テップアップDC-DCコンバータは、液晶ディスプレイ (LCD)用に、28Vまでの高い出力と15mA以上の電流を 提供します。MAX1878は、入力電圧が2.0V∼5.5Vの ような、2セルのアルカリバッテリ又は1セルのリチウム イオン(Li+)バッテリによって電力が供給されるシステム で使用されるように設計されています。 ◆ 設計時間を短縮する評価キットあり スイッチング周波数が高いため、小さいインダクタ及び コンデンサを使用することができ、標準静止電流が 19µAと低いため、システムがスタンバイモードの時の効率 が向上します。各出力を個別にイネーブルすることが できます。 MAX1878は、高さ1mm、縦横4mm×4mmの小型12 ピンQFNパッケージで提供され、外付けFETが不要です。 設計時間を短縮するMAX1878評価キットも提供されて います。 ◆ 2つの出力電圧 主出力電圧：1.25V∼VIN LCD出力電圧：最高28V ◆ 入力電圧範囲：2.0V∼5.5V ◆ 低自己消費電流：19µA ◆ シャットダウン消費電流：1µA ◆ 小型外付け部品を可能にする高スイッチング周波数 ◆ 高さ1mm、縦横4mm×4mmの小型12ピンQFN パッケージ 型番 _______________________________ PART TEMP. RANGE PINPACKAGE TOP MARK MAX1878EGC -40°C to +85°C 12-QFN AAAO アプリケーション_____________________ 携帯情報端末(PDA) オーガナイザ/トランスレータ MP3プレーヤ GPS受信機 標準動作回路 ________________________ ピン配置 ____________________________ TOP VIEW 0.1µF FBLCD ONLCD LCD OUTPUT UP TO 28V LXLCD PGNDLCD IN PGND 10µH INPUT 2.0V TO 5.5V 12 11 10 AIN1 IN 1 LX 2 9 LXLCD 8 AGND 7 ON AIN2 10µH MAX1878 LX FB ON MAIN OFF LCD OFF MAIN OUTPUT 1.25V TO VIN MAX1878EGC AIN1 3 ON AGND PGNDLCD 5 6 FBLCD PGND 4 FB ONLCD AIN2 ON 4mm x 4mm QFN ________________________________________________________________ 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 MAX1878 PDA用デュアル出力ステップダウン 及びLCDステップアップ電源 MAX1878 PDA用デュアル出力ステップダウン 及びLCDステップアップ電源 ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS FB, FBLCD, AIN1, AIN2, ON, ONLCD to AGND ......-0.3V to +6V AIN2 to AIN1..........................................................-0.3V to +0.3V AIN1, AIN2 to IN ....................................................-0.3V to +0.3V IN to PGND...............................................................-0.3V to +6V LX to PGND .................................................-0.3V to (VIN + 0.3V) LXLCD to PGNDLCD..............................................-0.3V to +30V PGND, PGNDLCD to AGND..................................-0.3V to +0.3V LX Current .........................................................................800mA LXLCD Current..................................................................500mA Continuous Power Dissipation (TA = +70°C) 12-Pin QFN (derate 16.9mW/°C above +70°C) .............1.35W Operating Temperature Range ...........................-40°C to +85°C Junction Temperature ......................................................+150°C Storage Temperature Range .............................-65°C to +150°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 (VIN = VAIN = 2.5V, circuit of Figure 1, TA = 0°C to +85°C, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25°C.) PARAMETER SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS 5.5 V GENERAL Input Voltage Range Undervoltage Lockout Threshold VIN, VAIN VUVLO 2.0 VIN rising 1.92 VIN falling 1.7 Undervoltage Lockout Hysteresis Quiescent Current 2.0 1.82 100 IAIN1 + IAIN2 Shutdown Quiescent Current V mV VFB = VFBLCD = 1.30V, VONLCD = 0, step-down converter only 19 30 VFB = VFBLCD = 1.30V 24 38 VON = VONLCD = 0 0 1 µA VIN V 1.250 1.275 µA MAIN OUTPUT (Step-Down Converter) Output Voltage Adjustment Range VMAIN 1.25 FB Regulation Voltage VFB VIN = VAIN = 2V FB Input Bias Current IFB VIN = VAIN = 2V Main Output Current (Note 1) IMAIN VMAIN = 1.8V +25°C to +85°C 1.225 0°C to +85°C 1.220 1.280 10 VIN = VAIN = 2.5V 250 500 VIN = VAIN = 2.0V 200 350 50 V nA mA Line Regulation ILOAD = 150mA, VIN = VAIN = 2V to 3V, FB = GND 1 % Load Regulation VIN = VAIN = 2.5V, ILOAD = 10mA to 150mA 1 % Dropout Voltage VIN = VAIN = 2V, ILOAD = 150mA, VFB = 0.8V 150 VIN = VAIN = 3V, ILOAD = 150mA, VFB = 0.8V 100 LX Max Duty Cycle VFB = 0.8V LX Leakage Current VON = 0, VIN = 5.5V LX P-Channel On-Resistance 2 mV 100 % 0.1 5 VIN = VAIN = 2V, ILX = 300mA 0.55 0.95 VIN = VAIN = 3V, ILX = 300mA 0.42 0.65 _______________________________________________________________________________________ µA Ω PDA用デュアル出力ステップダウン 及びLCDステップアップ電源 (VIN = VAIN = 2.5V, circuit of Figure 1, TA = 0°C to +85°C, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25°C.) PARAMETER SYMBOL LX N-Channel On-Resistance TYP MAX VIN = VAIN = 2V, ILX = 300mA CONDITIONS MIN 0.62 0.93 VIN = VAIN = 3V, ILX = 300mA 0.46 0.65 UNITS Ω LX Current Limit 330 550 800 mA Idle Mode Threshold 70 135 220 mA LX Minimum On-Time tLXON 240 440 740 ns LX Minimum Off-Time tLXOFF 200 390 670 ns 0.4 V 1 µA 28 V ON Input Low Voltage 2V < VIN < 5.5V ON Input High Voltage 2V < VIN < 5.5V 1.3 ON Input Leakage Current V -1 LCD OUTPUT (Step-Up Converter) LCD Output Voltage Adjust Range FBLCD Regulation Voltage VLCD VFBLCD LXLCD On-Resistance VIN + 1V VIN = VAIN = 2V +25°C to +85°C 1.225 0°C to +85°C 1.220 1.250 1.280 VAIN = VIN = 2V, ILXLCD = 150mA 2.8 4.3 1.7 2.5 140 280 440 mA 0 1 µA LXLCD Leakage Current VLXLCD = 28V LCD Output Current (Note 2) VAIN = VIN = 2.5V, VLCD = 18V 1.5 7.6 VAIN = VIN = 2V, VLCD = 18V 1.4 6.6 FBLCD Input Bias Current Ω mA VAIN = VIN = 2V 10 LCD Line Regulation VAIN = VIN = 2V to 3V, ILOAD = 5mA, VLXLCD = 18V 1 % LCD Load Regulation VAIN = VIN = 2.5V, ILOAD = 1mA to 5mA, VLXLCD = 18V 1.3 % LXLCD Maximum On-Time LXLCD Minimum Off-Time IFBLCD V VAIN = VIN = 3V, ILXLCD = 150mA LXLCD Current Limit ILCD 1.275 tLXLCDON tLXLCDOFF VFBLCD < 0.9V (soft-start) ONLCD Input Low Voltage 2V < VAIN = VIN < 5.5V ONLCD Input High Voltage 2V < VAIN = VIN < 5.5V ONLCD Input Leakage Current 50 5.1 9.8 17 0.5 1.0 1.7 1.3 2.6 4.4 0.4 1.3 -1 nA µs µs V V 1 µA _______________________________________________________________________________________ 3 MAX1878 ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) MAX1878 PDA用デュアル出力ステップダウン 及びLCDステップアップ電源 ELECTRICAL CHARACTERISTICS (VIN = VAIN = 2.5V, circuit of Figure 1, TA = -40°C to +85°C, unless otherwise noted.) (Note 3) PARAMETER SYMBOL CONDITIONS MIN MAX UNITS 38 µA GENERAL Quiescent Current from AIN IAIN VFB = VFBLCD = 1.30V MAIN OUTPUT (Step-Down Converter) FB Regulation Voltage VFB VAIN = VIN = 2V LX Current Limit 1.212 1.288 V 310 820 mA LX Minimum On-Time tLXON 240 740 ns LX Minimum Off-Time tLXOFF 200 670 ns 130 450 mA 5.1 17 µs LCD OUTPUT (Step-Up Converter) LXLCD Current Limit LXLCD Maximum On-Time tLXLCDON LXLCD Minimum Off-Time tLXLCDOFF FBLCD Regulation Voltage VFBLCD 0.5 1.7 VFBLCD < 0.9V 1.3 4.5 VAIN = VIN = 2V 1.212 1.288 µs V Note 1: Main output current is guaranteed by LX current limit, LX on resistance, and LX minimum off-time. Note 2: LCD output current is guaranteed by LXLCD current limit, LXLCD on-resistance, and LXLCD minimum off-time, starting into a resistive load. Note 3: Specifications to -40°C are guaranteed by design and not production tested. 4 _______________________________________________________________________________________ PDA用デュアル出力ステップダウン 及びLCDステップアップ電源 (VIN = VAIN = 2.5V, circuit of Figure 1, TA = +25°C, unless otherwise noted.) STEP-DOWN CONVERTER EFFICIENCY vs. LOAD CURRENT (VMAIN = 1.5V) EFFICIENCY (%) 80 VIN = 5.0V 70 VIN = 3.6V 60 VIN = 2.5V 90 80 VIN = 5.0V 70 VIN = 3.6V 60 VIN = 5.0V (22µH) 90 EFFICIENCY (%) 90 100 MAX1878 toc02 VIN = 2.5V 80 70 VIN = 3.6V (15µH) 60 VIN = 2.5V (10µH) 50 50 50 ONLCD = PGNDLCD 0.1 1 10 100 0.1 1000 ON = PGND 30 1 10 100 0.01 1000 0.1 1 10 100 LOAD CURRENT (mA) LOAD CURRENT (mA) LOAD CURRENT (mA) STEP-DOWN CONVERTER OUTPUT VOLTAGE vs. LOAD CURRENT (VMAIN = 1.8V) STEP-DOWN CONVERTER OUTPUT VOLTAGE vs. LOAD CURRENT (VMAIN = 1.5V) STEP-UP CONVERTER OUTPUT VOLTAGE vs. LOAD CURRENT (VLCD = 18V) 1.83 1.530 VMAIN (V) 1.82 1.81 1.80 VIN = 5.0V 18.6 1.520 18.5 0.1 1 100 0.1 1000 18.0 1 VIN = 2.5V (10µH) 17.9 ONLCD = PGNDLCD 1.495 10 VIN = 3.6V (15µH) 18.3 18.1 VIN = 2.5V 1.500 ONLCD = PGNDLCD 1.77 18.4 18.2 VIN = 3.6V 1.505 VIN = 2.5V VIN = 5.0V (22µH) 18.7 1.525 1.515 ONLCD = PGNDLCD 18.8 1.510 VIN = 3.6V 1.79 1.78 18.9 VMAIN (V) VIN = 5.0V MAX1878 toc05 1.535 MAX1878 toc04 1.84 17.8 10 100 1000 0.01 0.1 1 10 100 LOAD CURRENT (mA) LOAD CURRENT (mA) LOAD CURRENT (mA) NO LOAD SUPPLY CURRENT vs. INPUT VOLTAGE (VMAIN = 1.8V, VLCD = 18V) STEP-DOWN CONVERTER SWITCHING FREQUENCY vs. SUPPLY VOLTAGE STEP-UP CONVERTER CURRENT LIMIT vs. INPUT VOLTAGE 100 STEP-UP 80 60 40 1.0 0.8 VMAIN = 1.5V 0.6 VMAIN = 1.8V 0.4 0 0 1 2 3 4 INPUT VOLTAGE (V) 5 6 L2 = 22µH 400 350 300 2 3 4 SUPPLY VOLTAGE (V) 5 L2 = 15µH 250 IMAIN = 150mA ONLCD = PGNDLCD STEP-DOWN 0 450 L2 = 10µH 0.2 20 500 MAX1878 toc09 120 1.2 CURRENT LIMIT (mA) STEP-UP AND STEP-DOWN SWITCHING FREQUENCY (MHz) MAX1878 toc07 140 MAX1878 toc08 VMAIN (V) 40 40 40 SUPPLY CURRENT (µA) ONLCD = PGNDLCD MAX1878 toc06 EFFICIENCY (%) 100 MAX1878 toc01 100 STEP-UP CONVERTER EFFICIENCY vs. LOAD CURRENT (VLCD = 18V) MAX1878 toc03 STEP-DOWN CONVERTER EFFICIENCY vs. LOAD CURRENT (VMAIN = 1.8V) 200 6 2 3 4 5 SUPPLY VOLTAGE (V) _______________________________________________________________________________________ 6 5 MAX1878 標準動作特性 _______________________________________________________________ MAX1878 PDA用デュアル出力ステップダウン 及びLCDステップアップ電源 標準動作特性(続き) __________________________________________________________ (VIN = VAIN = 2.5V, circuit of Figure 1, TA = +25°C, unless otherwise noted.) STEP-DOWN LIGHT-LOAD SWITCHING WAVEFORMS STEP-DOWN HEAVY-LOAD SWITCHING WAVEFORMS STEP-UP LIGHT-LOAD SWITCHING WAVEFORMS MAX1878 toc12 MAX1878 toc11 MAX1878 toc10 VMAIN AC-COUPLED 50mV/div VMAIN AC-COUPLED 20mV/div VOUT AC-COUPLED 100mV/div VLX 1V/div VLX 1V/div VLXLCD 10V/div 0 0 0 4µs/div IMAIN = 20mA, VMAIN = +1.8V, VIN = +2.5V, ONLCD = PGNDLCD 1µs/div IMAIN = 250mA, VMAIN = +1.8V, VIN = +2.5V, ONLCD = PGNDLCD 1µs/div ILCD = 2mA, VLCD = +18V, VIN = +2.5V, ON = PGND STEP-DOWN LOAD TRANSIENT RESPONSE STEP-UP LOAD TRANSIENT RESPONSE STEP-UP HEAVY-LOAD SWITCHING WAVEFORMS MAX1878 toc14 MAX1878 toc13 VOUT AC-COUPLED 100mV/div VLXLCD 10V/div MAX1878 toc15 IMAIN 200mA/div ILCD 2mA/div VMAIN AC-COUPLED 100mV/div VLCD AC-COUPLED 200mV/div VLX 2V/div VLXLCD 10V/div 0 1µs/div ILCD = 4.5mA, VLCD = +18V, VIN = +2.5V, ON = PGND 10µs/div IMAIN = 10mA to 250mA, VMAIN = +1.8V, VIN = +2.5V, ONLCD = PGNDLCD LINE TRANSIENT RESPONSE 20µs/div ILCD = 1mA to 4mA, VLCD = +18V, VIN = +2.5V, ON = PGND SOFT-START AND SHUTDOWN RESPONSE MAX1878 toc16 MAX1878 toc17 VIN 3V TO 2V IIN 200mA/div VLCD AC-COUPLED 200mV/div VLCD 10V/div VMAIN 1V/div VMAIN AC-COUPLED 20mV/div 100µs/div VMAIN = +1.8V, IMAIN = 150mA, VLCD =18.0V, ILCD = 2.5mA 6 VON = VONLCD 5V/div 400µs/div RMAIN = 5.1Ω, RLCD = 9.09kΩ _______________________________________________________________________________________ PDA用デュアル出力ステップダウン 及びLCDステップアップ電源 端子 PIN 名称 NAME 1 IN ステップダウンコンバータ電源入力。INをステップダウンコンバータ電源に接続します。 Step-Down Converter Power Input. Connect IN to the step-down converter power source. INをPGNDに10µF以上の低ESRコンデンサでバイパスして下さい。 Bypass IN to PGND with a 10µF or greater low-ESR capacitor. 2 LX Step-Down Converter Switching Node. Connect LX to the step-down converter output LC ステップダウンコンバータスイッチングノード。LXをステップダウンコンバータ出力 LCフィルタに接続します。LXのスイング電圧は、INとPGNDの間です。 filter. LX swings between IN and PGND. 3 AIN1 Analog Input Power 1. AIN1 supplies power to the MAX1878 internal circuitry. Connect AIN1 アナログ入力電源1。AIN1は、MAX1878の内部回路に電力を供給します。 to the 2.0V to 5.5V input power source. Bypass AIN1 to AGND with a 1µF or greater low-ESR AIN1を2.0V∼5.5Vの入力電源に接続して下さい。AIN1をAGNDに1µF以上の 低ESRコンデンサでバイパスして下さい。 capacitor. 4 AIN2 Analog Input Power 2. Connect AIN1 and AIN2 together as close to the MAX1878 as possible. アナログ入力電源2。AIN1とAIN2をMAX1878のできるだけ近くに接続して下さい。 5 FB Step-Down Converter Feedback Input. Connect a resistive voltage-divider from the step-down ステップダウンコンバータフィードバック入力。ステップダウンコンバータ出力電圧とFBの 間に抵抗分圧器を接続して下さい。FBのレギュレーションスレッショルドは1.25Vです。 converter output voltage to FB. The regulation threshold is 1.25V at FB. 6 FBLCD LCD Step-Up Converter Feedback Input. Connect a resistive voltage-divider from the step-up LCDステップアップコンバータフィードバック入力。ステップアップコンバータ出力電圧とFBLCD の間に抵抗分圧器を接続して下さい。FBLCDのレギュレーションスレッショルドは1.25Vです。 converter output voltage to FBLCD. The regulation threshold is 1.25V at FBLCD. 7 ON Step-Down Converter On/Off Input. Drive ON high to turn on the step-down converter. Drive ステップダウンコンバータオン/オフ入力。ステップダウンコンバータをオンにする時に、ONをハイに駆動して下さい。 コンバータをオフにする時は、 ONをローに駆動して下さい。 自動スタートアップの場合は、 ONをAIN1に接続して下さい。 ON low to turn off the converter. For automatic startup, connect ON to AIN1. 8 AGND Analog (Low-Noise) Ground. The exposed pad and the corner tabs on the QFN package are アナログ(低ノイズ)グランド。QFNパッケージ上のエクスポーズドパッドとコーナタブは、アナロ ググランドに内部で接続されます。プリント基板のレイアウトと接地の設定の項を参照して下さい。 internally connected to analog ground. See the PC Board Layout and Grounding section. 9 LXLCD LCD Step-Up Converter Switching Node. Connect LXLCD to the step-up converter inductor LCDステップアップコンバータスイッチングノード。 and rectifier. LXLCDをステップアップコンバータのインダクタと整流器に接続して下さい。 10 ONLCD LCD Step-Up Converter On/Off Input. Drive ONLCD high to turn on the step-up converter. LCDステップアップコンバータオン/オフ入力。ステップアップコンバータをオンにする時に、ONLCDをハイに駆動して下さい。 Drive ONLCD low to turn off the converter. For automatic startup, connect ONLCD to AIN1. コンバータをオフにする時は、 ONLCDをローに駆動して下さい。 自動スタートアップの場合は、 ONLCDをAIN1に接続して下さい。 11 PGNDLCD LCD Step-Up Converter Power Ground. PGNDLCD is the source of the step-up converter’s LCDステップアップコンバータパワーグランド。PGNDLCDは、ステップアップコンバータの internal N-channel MOSFET switch. Connect PGNDLCD to PGND as close to the MAX1878 as 内部NチャネルMOSFETスイッチの電源です。PGNDLCDをPGNDにMAX1878のできるだけ possible. 近くで接続して下さい。 12 PGND Power Ground. PGND is the source of the step-down converter’s internal N-channel MOSFET パワーグランド。PGNDは、ステップダウンコンバータの内部NチャネルMOSFET同期整流器 synchronous rectifier. Connect PGND to PGNDLCD as close to the MAX1878 as possible. の電源です。PGNDをPGNDLCDにMAX1878のできるだけ近くで接続して下さい。 機 能 FUNCTION 詳細 _______________________________ MAX1878ステップダウン及びステップアップDC-DC コンバータは、2.0V∼5.5Vの電源で動作します。自己 消費電流はわずか19µAで、主ステップダウンコンバータ は、1.25Vまでの低い出力に500mA以上の電流を提供し、 LCDステップアップコンバータは、28Vまでの高い出力 と15mA以上の電流を提供します。MAX1878は、優れた 性能と高い効率を提供する独自のカレントリミット制御 方式を使用しています。 ステップダウンコンバータ制御方式 MAX1878ステップダウンコンバータは、効率を高め、 過渡応答を高速化し、外付け部品を物理的に小さく することができる独自のカレントリミット制御方式を 使用しています。この制御方式は単純です。すなわち、 出力電圧が安定していない時、エラーコンパレータが、 ハイサイドスイッチをオンにしてスイッチングサイクル を開始します。このスイッチは、440nsの最小オン タイムが終了して出力電圧が安定化するか、カレント リミットスレッショルドを超えるまでオンのままです。 オフになった後、ハイサイドスイッチは、390nsの最小 オフタイムが終了し、出力電圧が不安定になるまでオフ のままです。この期間の間、ローサイド同期整流器は オンになっており、ハイサイドスイッチが再びオン になるかインダクタ電流がゼロに近づくまでオンの ままです。この内部同期整流器があるため、外付け ショットキダイオードは不要です。 この制御方式により、MAX1878ステップダウンコン バータは、負荷電流範囲全体にわたり優れた性能を提供 することができます。軽負荷をかけた時、ハイサイド スイッチは、最小オンタイムが終了し、また、インダ クタ電流が135mAのアイドルモードスレッショルドに 達した後に、オフになり、ピークインダクタ電流を減少 させます。その結果、効率が向上し、出力電圧リッ プルが減少します。中程度以上の出力電流を供給する時、 MAX1878は、安定性を維持するために必要に応じて オンタイム又はオフタイムを延長し、その結果、効率 が高く出力電圧リップルが少ない、ほぼ一定周波数の 動作が得られます。 _______________________________________________________________________________________ 7 MAX1878 端子説明 ___________________________________________________________________ MAX1878 PDA用デュアル出力ステップダウン 及びLCDステップアップ電源 ステップアップコンバータ制御方式 入力に接続されたままです。LCDの出力容量と負荷が、 VLCD が減少する速さを決定します。通常の動作では、 ONとONLCDをINに接続します。 MAX1878ステップアップコンバータの特徴は、最小 オフタイムのカレントリミット制御方式にあります。 デューティサイクルは、最小オフタイムと最大オン タイムを設定する1対のワンショットによって決定され ます。スイッチング周波数は、500kHzまで可能であり、 負荷と入力電圧に依存します。内部NチャネルMOSFET のピーク電流制限は、280mAです。 ソフトスタート MAX1878の内部ソフトスタート回路は、スタートアップ 時に流れる電流を制限して、入力電源の過渡電流を 減少させます。ソフトスタートは、特に、リチウムイ オン電池やアルカリ電池などのハイインピーダンスの 入力電源に有効です。ステップダウンコンバータの ソフトスタートは、電流制限によって実現されます。 スタートアップ時、ステップダウンコンバータの電流 制限は、その最大電流制限の2 5 %に設定されます。 電流制限は、最大電流制限に達するまで、256スイッ チングサイクルごとに25%高められます。ステップアップ コンバータのソフトスタートは、LXLCDの最小オフ タイムで実現されます。スタートアップ時に、LXLCDの 最小オフタイムは2.6µsであり、LCD出力電圧を徐々に 高めることができます。出力が、その最終出力電圧 の約80%に達すると、LXLCDの最小オフタイムは、 その最終値1µsまで減少します。標準動作特性のソフト スタートとシャットダウン応答の項を参照して下さい。 オン/オフ制御 ONをローにすると、MAX1878ステップダウンコンバータ がシャットダウンモードになり、ステップダウンコン バータの消費電流が1µA未満に減少します。シャット ダウンの際、内部スイッチングMOSFETと同期整流器 がオフになり、LXがハイインピーダンスになります。 ONLCDをローにすると、MAX1878ステップアップコン バータがシャットダウンモードになり、ステップアップ コンバータの消費電流が1µA未満に減少します。シャット ダウンの際、LXLCDは、ハイインピーダンス状態に なり、出力は、インダクタ及び整流器を介して、出力 電圧をV IN よりもダイオード降下分低い電圧に保持し L2 10µH* VIN 2.0V TO 3.3V* D1 LCD OUTPUT UP TO 28V C1 10µF TWO SERIES ALKALINE CELLS 1 IN LXLCD R5 10Ω FBLCD 3 4 C2 1µF ON OFF ON LCD OFF 7 10 C5 5pF R3 3.6MΩ C3 0.1µF 6 R4 270kΩ AIN1 AIN2 L1 10µH MAX1878 MAIN 9 LX 2 R6 2MΩ ON FB ONLCD PGND 12 MAIN OUTPUT 1.25V TO VIN C6 20pF R1 28kΩ C4 22µF 5 R2 63.4kΩ AGND PGNDLCD 8 11 *FOR INPUT VOLTAGES GREATER THAN 3.3V USE A HIGHER VALUE INDUCTOR L2. SEE INDUCTOR SELECTION 図1. MAX1878標準アプリケーション回路 8 _______________________________________________________________________________________ PDA用デュアル出力ステップダウン 及びLCDステップアップ電源 V R3 = R4 LCD − 1 VFBLCD 出力電圧の設定 抵抗分圧器をVMAINとF Bの間に接続して(図1 )、 MAX1878ステップダウンコンバータ出力電圧を設定 します。R2を30kΩ∼300kΩの範囲で選択します。R1 を、次の式で計算して下さい。 R1 = R2 xR6(VMAIN − VFB ) VFB (R6 + R2) − VMAIN xR2 ここで、 VFB = 1.25V、R6=2MΩであり、VMAINは、 1.25V∼VINの範囲にすることができます。 VFBLCD = 1.25V、VLCDは、(VIN+1V)∼28Vの範囲に することができます。 FBとFBLCDの入力バイアス電流は、最大で50nAです。 このようにバイアス電流が少ないため、フィードバック 抵抗を大きくして軽負荷での効率を高めることができ ます。バイアス電流による出力電圧誤差が1%未満の 場合は、R2にI FBの100倍の電流が流れ、R4にI FBLCD の100倍の電流が流れるようにフィードバック抵抗を 選択して下さい。 V LCD とFBLCDの間に抵抗分圧器を接続して(図1)、 MAX1878ステップアップコンバータ出力電圧を設定 します。R4を30kΩ∼300kΩの範囲で選択します。R3を 以下の式で計算して下さい。 VIN 1 IN 3 AIN1 4 AIN2 MAX1878 LXLCD 9 VLCD CURRENT LIMIT N P 2 LX VMAIN CONTROL LOGIC CURRENT LIMIT N TIMERS FBLCD 6 5 FB SOFTSTART ON OFF ONLCD 10 7 ON PGND 12 AGND 8 ON OFF PGNDLCD 11 図2. 簡略化ファンクションダイアグラム _______________________________________________________________________________________ 9 MAX1878 設計手順 ____________________________ MAX1878 PDA用デュアル出力ステップダウン 及びLCDステップアップ電源 インダクタの選択 MAX1878は、動作範囲全体にわたって10µHのインダ クタを使用するように最適化されています。一般に、 直列抵抗又は飽和電流が一定の場合、インダクタンス 値が小さいほど物理的なサイズは小さくなります。回路 に使用するインダクタの値を大きくすると、スタート アップする入力電圧が低くなり、現れるリップルが 小さくなりますが、供給できる出力電力も少なくなる ことがあります。これは、最大オンタイムが終了する前に 最大電流制限に達するのを防止しうる十分大きなイン ダクタンスがある時に生じます。インダクタの飽和電流 定格は、ピークスイッチング電流よりも大きくなければ なりません。但し、一般に、インダクタを20%飽和 までバイアスすることができますが、これにより、効率が わずかに低下します。効率を高めるために直流抵抗が 小さいインダクタを選択して下さい。このため、 ステップアップコンバータのインダクタは、入力電圧 に応じて10µH∼33µHの範囲で選択して下さい(VIN1V ごとに4µH)。 ステップアップコンバータダイオードの選択 最大スイッチング周波数を500kHzに高めると、 1N4148などの高速整流器が必要になります。高い効率 を維持するためには、ダイオードの平均電流定格が、 ピークスイッチング電流より大きくなければなりま せん。逆方向降伏電圧を出力電圧よりも高くなるように 選択して下さい。高出力電圧の場合、順方向電圧の低さは 効率をほとんど向上させず、又逆漏れ電流が多いと効率が 低下するため、ショットキダイオードは推奨しません。 入力バイパスコンデンサ 10µFの低ESR表面実装セラミックコンデンサによって、 V IN をPGNDとPGNDLCDに、ICのできるだけ近くで バイパスして下さい。この入力バイパスコンデンサは、 入力電圧ソースのピーク電流とノイズを減少させます。 AIN1とAIN2を接続し、ESRが小さい1µF表面実装セラミック コンデンサでAGNDにバイパスして下さい。INとAIN1 及びAIN2との間の低い抵抗(10Ω)は、低域RCフィルタ を作成し、MAX1878に低ノイズアナログ入力電力を 提供します。 出力フィルタコンデンサ MAX1878は、電圧モードコンバータであり、レギュレー ションを安定させるためにF BとFBLCDにリップルが 必要です。ほとんどのアプリケーションでは、VLCDを PGNDLCDに0.1µFの小型セラミック表面実装コンデンサ でバイパスして下さい。小型セラミックコンデンサの 場合、出力リップル電圧は、容量値によって決まります。 タンタルコンデンサ又は電解コンデンサを使用する 10 場合は、ESRが高いほど出力リップル電圧が大きく なります。ESRを小さくすると、出力リップル電圧と ピークトゥピーク過渡電圧が低下します。スルーホール の等価的容量やインダクタンスや抵抗が少ないため、 表面実装コンデンサが一般に推奨されます。V MAIN を 10µF∼47µFのタンタルコンデンサでPGNDにバイパス して下さい。出力リップルを最小にしつつスイッチング を安定化させるために、ESR200mΩ∼300mΩのコン デンサを選択して下さい。ほとんどのアプリケーション では、22µFのフィルタコンデンサが適切です。 リップルレギュレーション スイッチング制御を適切にするためには、FBとFBLCD のリップルが25mVより大きくなければなりません。図1 に示したようなR6とC6を使用して、リップルをFBに 注入して下さい。FBLCDのリップルを十分な大きさに するため、図1に示したようにC5を接続して下さい。 プリント基板レイアウトと接地 スイッチング周波数が高いと、プリント基板のレイ アウトが、設計のきわめて重要な部分になります。設計 が適正だと、フィードバック経路上の過剰なEMI及び グランドプレーンにおける電圧の傾斜が最小になります。 これらは共に、不安定性やレギュレーション誤差の原因 になることがあります。インダクタ、入力フィルタ コンデンサ、及び出力フィルタコンデンサをデバイスの できるだけ近くに接続し、そのトレースを短く、直接的 に、幅が広くなるようにして下さい。外付け電圧フィード バック回路網は、フィードバック端子の0 . 2インチ (5mm)以内のきわめて近くになければなりません。LXや LXLCDなどのノイズの発生するトレースは、電圧フィード バック回路網から離し、接地した銅線を使ってそれらの トレースを分離して下さい。 QFNパッケージの裏面のエクスポーズドパッドとコーナ タブは、内部でアナロググランドに接続されています。 熱放散が起こるため、裏面のエクスポーズドパッドを、 大きいアナロググランドプレーン、好ましくは十分な 空気流を受ける基板の表面に接続して下さい。グランド プレーンをスターグランド構成で分離するように、 すべての電源グランドとすべてのアナロググランドを 接続して下さい。アナロググランドプレーンと電源 グランドプレーンを一箇所で接続して下さい。適切な プリント基板のレイアウトと配線図は、MAX1878 評価キットのデータシートに含まれています。 チップ情報 __________________________ TRANSISTOR COUNT: 4131 EXPOSED PADDLE CONNECTED TO AGND PROCESS: BiCMOS ______________________________________________________________________________________ PDA用デュアル出力ステップダウン 及びLCDステップアップ電源 (このデータシートに掲載されているパッケージ仕様は、最新版が反映されているとは限りません。最新のパッケージ情報は、 www.maxim-ic.com/ja/packagesをご参照下さい。) ______________________________________________________________________________________ 11 MAX1878 パッケージ ________________________________________________________________________ MAX1878 PDA用デュアル出力ステップダウン 及びLCDステップアップ電源 パッケージ(続き)___________________________________________________________________ (このデータシートに掲載されているパッケージ仕様は、最新版が反映されているとは限りません。最新のパッケージ情報は、 www.maxim-ic.com/ja/packagesをご参照下さい。) 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。 12 ____________________Maxim Integrated Products, 120 San Gabriel Drive, Sunnyvale, CA 94086 408-737-7600 © 2001 Maxim Integrated Products is a registered trademark of Maxim Integrated Products.