ISL8088 特長 ISL8088 は、チャネルごとに最大で 800mA の連続出力電流を 供給可能な、高効率のデュアル同期整流降圧型 DC/DC レギュ レータです。入力電圧範囲は 2.75V ～ 5.5V で、シングルセル のリチウムイオン・バッテリ、3 セルの NiMH バッテリ、ま たは 5V レギュレート電源が使えます。電流モード制御アー キテクチャの採用により、高周波でもきわめて低いデュー ティサイクルで動作し、高速負荷変動応答と優れたループ安 定性を実現しています。ISL8088 は 2.25MHz のスイッチング 周波数で動作し、小型で低コストのインダクタやコンデンサ を使用できます。両方のチャネルともに 0.6V を下限とする低 電圧出力に最適化されています。 • 電流モード補償回路内蔵 ISL8088 は、ユーザーが選択可能な 2 つの動作モード ( 強制 PWM モードと PFM/PWM モード ) を備えています。強制 PWM モードの動作ではノイズや RF 干渉を低減し、PFM モー ドの動作では軽負荷時のスイッチング損失を抑えて高効率 を実現します。PFM 動作モードの場合、両方のチャネルの 合計待機時電流はわずか 30μA なので、軽負荷時の効率を高 めてバッテリ動作時間を最大限に伸ばせます。 ISL8088 は、パワーアップ時に両方の出力をモニタする 1ms のパワーグッド (PG) を備えています。また、シャットダウ ン時に動作する出力コンデンサの放電回路も内蔵していま す。そのほか、デジタル制御のソフトスタート機能、パワー シーケンスを実現するイネーブル機能、過電流保護機能、 サーマル・シャットダウン機能を備えています。ISL8088 は 3mm×3mm サイズで最大高さ 1mm の 10 リード DFN パッケー ジで供給されます。コンバータ回路は 1.8cm2 未満のサイズ で構成可能です。 • 超低ドロップアウトで最大 100％のデューティサイクル • 強制 PWM モードまたは PFM モードを選択可能 • 最高 4MHz まで外部同期可能 • プリバイアス出力対応のスタートアップ • ディスエーブル時のソフトストップ出力放電 • デジタル制御のソフトスタート機能 (2ms) を内蔵 • 1ms の遅延が設定されたパワーグッド (PG) 出力 アプリケーション • DC/DC POL モジュール • マイクロコントローラ / マイクロプロセッサ、FPGA や DSP の電源 • ルータや交換機用のプラグイン DC/DC モジュール • 計測機器 • リチウムイオン・バッテリで動作するモバイル機器 • バーコード・リーダー 100 EFFICIENCY (%) 90 80 2.5VOUT-PFM 1.8VOUT-PFM 70 2.5VOUT-PWM 60 1.8VOUT-PWM 50 VIN = 5V 40 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 OUTPUT LOAD (A) 図 1. 効率特性曲線 2011 年 5 月 26 日 FN6858.2 1 注意：本データシート記載のデバイスは静電気に対して敏感です。適切な取り扱いを行ってください。 Copyright Intersil Americas Inc. 2012. All Rights Reserved Intersil、Intersil ロゴは Intersil Corporation または関連子会社が権利を保有しています。 そのほかの企業名や製品名などの商標はそれぞれの権利所有者に帰属します。 ISL28127, ISL28227 800mA デュアル出力、低待機時電流、2.25MHz 動作、高効率 同期整流降圧型レギュレータ ISL8088 アプリケーション回路例 L1 2.2µH OUTPUT1 2.5V/800mA LX1 C2 10µF PGND INPUT 2.75V TO 5.5V R2 316k FB1 VIN R3 100k EN1 C1 10µF C3 10pF ISL8088 EN2 L2 2.2µH OUTPUT2 1.8V/800mA LX2 PG C4 10µF PGND SYNC R5 200k C5 10pF FB2 R6 100k PGND 2 FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 ピン配置 TOP VIEWISL8088 (10 LD 3x3 DFN) TOP VIEW FB1 1 10 FB2 EN1 2 9 EN2 VIN 3 8 PG LX1 4 7 LX2 NC 5 6 SYNC PD ピンの説明 ピン番号 名称 説明 1 FB1 チャネル 1 レギュレータの帰還ネットワーク入力です。FB1 はトランスコンダクタンス誤差アンプの負入力 ( 反 転入力 ) に内部で接続されています。レギュレータの出力電圧は FB1 に接続した抵抗分圧回路によって設定しま す。分圧比を適切に選択すれば、電源レール ( コンバータ損失を引いた電圧 ) を上限とし、0.6V を下限とする範 囲で、出力電圧を任意の電圧に設定可能です。一般的なアプリケーションでは内蔵の補償回路のままで問題あり ません。FB1 ピンは、チャネル 1 のレギュレータ出力電圧をモニタする目的で、レギュレータのパワーグッド回 路とアンダーボルテージ保護回路によっても参照されます。 2 EN1 チャネル 1 のイネーブルピンです。High を与えると出力 VOUT1 が有効になります。Low を与えると VOUT1 を シャットダウンし出力コンデンサを放電します。開放のまま使用しないでください。 3 VIN 電源入力です。電源グラウンドとの間に 10μF のセラミック・コンデンサを接続してください。 4 LX1 チャネル 1 のスイッチング・ノードです。VOUT1 の出力インダクタの一方の端子に接続してください。 5 NC このピンはエキスポーズド・パッドに接続することを推奨します。 6 SYNC モード選択ピンです。PFM モードにする場合は SYNC ピンにロジック High レベルを与えるか入力電圧 VIN を接 続し、強制 PWM モードにする場合はロジック Low レベルを与えるかグラウンドを接続します。外部同期を行う には SYNC ピンに外部クロックを与えます。立ち下がりエッジトリガです。開放のまま使用しないでください。 7 LX2 チャネル 2 のスイッチング・ノードです。VOUT2 の出力インダクタの一方の端子に接続してください。 8 PG 1ms タイマの出力です。パワーアップまたは EN_HI のとき、PG ピンには VOUT1 電圧と VOUT2 電圧の状態を示 すパワーグッド信号が 1ms だけ遅延して出力されます。1MΩ のプルアップ抵抗が内蔵されています。 9 EN2 チャネル 2 のイネーブルピンです。High を与えると出力 VOUT2 が有効になります。Low を与えると VOUT2 を シャットダウンし出力コンデンサを放電します。開放のまま使用しないでください。 10 FB2 チャネル 2 レギュレータの帰還ネットワーク入力です。FB2 はトランスコンダクタンス誤差アンプの負入力 ( 反 転入力 ) に内部で接続されています。レギュレータの出力電圧は FB2 に接続した抵抗分圧回路によって設定しま す。分圧比を適切に選択すれば、電源レール ( コンバータ損失を引いた電圧 ) を上限とし、0.6V を下限とする範 囲で、出力電圧を任意の電圧に設定可能です。一般的なアプリケーションでは内蔵の補償回路のままで問題あり ません。FB2 ピンは、チャネル 2 のレギュレータ出力電圧をモニタする目的で、レギュレータのパワーグッド回 路とアンダーボルテージ保護回路によっても参照されます。 - PD 適切な電気的特性を得るために、エキスポーズド・パッドは SGND に接続してください。また、放熱性能を最大 限に高めるために、パッドを実装するランドにはできるだけ多くのサーマルビアを設けてください。 注文情報 製品型番 (Notes 1, 2, 3) マーキング ISL8088IRZ 8088 温度範囲 (℃) -40 ～ +85 パッケージ ( 鉛フリー ) 10 Ld 3x3 DFN パッケージの 外形図 L10.3x3C Note： 1. テープ＆リールは製品型番の末尾に「-T」を付加してください。リールの詳細仕様については、テクニカル・ブリーフ「Tape and Reel Specification for Integrated Circuit (TB347)」を参照してください。 2. これら鉛フリーのプラスチック・パッケージ製品には、専用の鉛フリー素材、モールド素材、ダイ・アタッチ素材を採用するとともに、 端子には亜鉛 100％の梨地メッキとアニーリングを実施しています (RoHS 指令に準拠するとともに SnPb ハンダ付け作業と鉛フリーハ ンダ付け作業とも互換性のある e3 端子仕上げ )。インターシルの鉛フリー製品は鉛フリー・ピークリフロー温度で MSL 分類に対応し、 この仕様は IPC/JEDEC J STD-020 の鉛フリー要件と同等か上回るものです。 3. 湿度感受性レベル (MSL) については ISL8088 のデバイス情報ページを参照してください。MSL の詳細についてはテクニカル・ブリーフ 「Guidelines for Handling and Processing Moisture Sensitive Surface Mount Devices (TB363)」を参照してください。 3 FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 絶対最大定格 (GND 基準 ) 温度情報 電源電圧 (VIN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-0.3V ～ 6.5V VIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -0.3V ～ 7V(20ms) EN1、EN2、PG、SYNC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -0.3V ～ VIN + 0.3V LX1、LX2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-1.5V ～ 6.5V LX1、LX2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -1.5V (100ns) -0.3V (DC) ～ 7V (20ms) FB1、FB2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-0.3V ～ 2.7V ESD 定格 人体モデル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3kV 機械モデル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .300V 熱抵抗 ( 代表値 ) θJA ( ℃ /W) θJC ( ℃ /W) 10 Ld 3×3 DFN パッケージ (Note 4、5) . . . . . 49 4 保存温度範囲 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-65 ℃～ +150 ℃ 鉛フリー・リフロープロファイル. . . . . . . . . . . . 以下の URL を参照 http://www.intersil.com/pbfree/Pb-FreeReflow.asp 推奨動作条件 VIN 電源電圧範囲 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.75V ～ 5.5V チャネルごとの負荷電流範囲. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0mA ～ 800mA 周囲温度範囲 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-40 ℃～ +85 ℃ ジャンクション温度範囲. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-40 ℃～ +125 ℃ 注意： 過度に長い時間にわたって最大定格点または最大定格付近で動作させないでください。そのような動作条件を課すと製品の信頼性に 影響が及ぶ恐れがあるとともに、保証の対象とはならない可能性があります。 Note： 4. θJA はデバイスを放熱効率の高い「ダイレクト・アタッチ」機能対応の試験基板に実装し、自由大気中で測定した値です。詳細はテクニ カル・ブリーフ「Thermal Characterization of Packaged Semiconductor Devices (TB379)」を参照してください。 5. θJC の測定における「ケース温度」位置は、パッケージ下面のエキスポーズド金属パッドの中心です。 電気的特性 特記のない限り、すべてのパラメータは以下の推奨動作条件で規定しています。 TA = -40 ℃～ +85 ℃、VIN = 2.75V ～ 5.5V、EN1 = EN2 = VIN、SYNC = 0V、L = 2.2μH、C1 = 10μF、C2 = C4 = 10μF、IOUT1 = IOUT2 = 0A ～ 800mA。代表値は TA = +25 ℃、VIN = 3.6V における値です。太字のリミット値は動作温度範囲- 40 ℃から +85 ℃に対して適用 されます。 PARAMETER SYMBOL TEST CONDITIONS MIN (Note 6) TYP MAX (Note 6) UNITS 2.5 2.75 V INPUT SUPPLY VIN Undervoltage Lockout Threshold VUVLO Rising Falling Quiescent Supply Current IVIN Shut Down Supply Current ISD 2.1 2.4 V SYNC = VIN, EN1 = EN2 = VIN, no load at the output and no switches switching. VFB1 = VFB2 = 0.7V 30 50 µA SYNC = GND, EN1 = EN2 = VIN, FS = 2.25MHz, no load at the output 0.1 1 mA VIN = 5.5V, EN1 = EN2 = GND 6.5 12 µA 0.6 0.610 V OUTPUT REGULATION FB1, FB2 Regulation Voltage VFB_ FB1, FB2 Bias Current IFB_ Line Regulation 0.590 VFB = 0.55V 0.1 µA VIN = VO + 0.5V to 5.5V (minimal 2.75V, IOUT = 0A) 0.2 %/V 2 ms Soft-Start Ramp Time Cycle OVERCURRENT PROTECTION Peak Overcurrent Limit Peak SKIP Limit Ipk1 0.95 1.2 1.6 A Ipk2 0.95 1.2 1.6 A 180 250 360 mA 180 250 360 mA 180 350 mΩ Iskip1 VIN = 3.6V Iskip2 LX1, LX2 P-Channel MOSFET ON-Resistance N-Channel MOSFET ON-Resistance 4 VIN = 5.5V, IO = 200mA VIN = 2.75V, IO = 200mA 320 450 mΩ VIN = 5.5V, IO = 200mA 180 350 mΩ VIN = 2.75V, IO = 200mA 320 450 mΩ FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 電気的特性 特記のない限り、すべてのパラメータは以下の推奨動作条件で規定しています。 TA = -40 ℃～ +85 ℃、VIN = 2.75V ～ 5.5V、EN1 = EN2 = VIN、SYNC = 0V、L = 2.2μH、C1 = 10μF、C2 = C4 = 10μF、IOUT1 = IOUT2 = 0A ～ 800mA。代表値は TA = +25 ℃、VIN = 3.6V における値です。太字のリミット値は動作温度範囲- 40 ℃から +85 ℃に対して適用 されます。( 続き ) PARAMETER SYMBOL TEST CONDITIONS MIN (Note 6) LX_ Maximum Duty Cycle TYP MAX (Note 6) 100 PWM Switching Frequency 1.8 FS Synchronization Range 2.25 2.7 LX Minimum On-Time SYNC = 0 (forced PWM mode) Soft Discharge Resistance RDIS_ EN = LOW 80 100 UNITS % 2.7 MHz 4 MHz 100 ns 130 Ω 0.3 V PG Output Low Voltage Sinking 1mA, VFB = 0.5V PG Pull-up Resistor 1 MΩ Internal PGOOD Low Rising Threshold Percentage of nominal regulation voltage 88 92 96 % Internal PGOOD Low Falling Threshold Percentage of nominal regulation voltage 82 89 91 % Delay Time (Rising Edge) 1 Internal PGOOD Delay Time (Falling Edge) 1 ms 2 µs 0.4 V EN1, EN2, SYNC Logic Input Low Logic Input High 1.4 SYNC Logic Input Leakage Current ISYNC Enable Logic Input Leakage Current IEN_ Pulled up to 5.5V V 0.1 1 µA 0.1 1 µA Thermal Shutdown 150 °C Thermal Shutdown Hysteresis 25 °C Note： 6. MIN パラメータと MAX パラメータは特記のない限り +25 ℃で全数試験を行っています。温度リミットは特性評価によって得ており、 製造時試験は行っていません。 5 FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 動作性能特性 100 100 90 90 80 EFFICIENCY (%) EFFICIENCY (%) 特記のない限り動作条件は次のとおりです。 TA = +25 ℃、VIN = 2.75V ～ 5.5V、EN = VIN、L1 = L2 = 2.2μH、 C1 = 10μF、C2 = C4 = 10μF、VOUT1 = 2.5V、VOUT2 = 1.8V、IOUT1 = IOUT2 = 0A ～ 800mA。 2.5VOUT - PWM 70 1.5VOUT - PWM 1.2VOUT - PWM 60 1.8VOUT - PWM 80 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 OUTPUT LOAD (A) 0.6 0.7 1.2VOUT - PFM 60 40 0.8 0.0 100 100 90 90 80 2.5VOUT - PWM 3.3VOUT - PWM 60 1.5VOUT - PWM 1.2VOUT - PWM 1.8VOUT - PWM 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 OUTPUT LOAD (A) 0.6 0.7 70 0.3 0.4 0.5 0.6 OUTPUT LOAD (A) 0.7 0.8 0.1 0.2 3.3VOUT - PFM 1.2VOUT - PFM 1.8VOUT - PFM 40 0.0 0.8 2.5VOUT - PFM 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 OUTPUT LOAD (A) 図 5. 効率 vs 負荷電流、2.25MHz、5VIN PFM 1.23 0.30 3.3VIN - PWM MODE OUTPUT VOLTAGE (V) POWER DISSIPATION (W) 1.5VOUT - PFM 60 図 4. 効率 vs 負荷電流、2.25MHz、5VIN PWM 0.25 0.2 80 50 50 40 0.1 図 3. 効率 vs 負荷電流、2.25MHz、3.3VIN PFM EFFICIENCY (%) EFFICIENCY (%) 図 2. 効率 vs 負荷電流、2.25MHz、3.3VIN PWM 70 1.8VOUT - PFM 1.5VOUT - PFM 50 50 40 2.5VOUT - PFM 70 5VIN - PWM MODE 0.20 0.15 5VIN - PFM MODE 0.10 0.05 0.00 0.0 3.3VIN - PFM 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 OUTPUT LOAD (A) 0.6 0.7 0.8 図 6. 電力損失 vs 負荷電流、2.25MHz、1.8VOUT PWM 6 5VIN PFM MODE 1.22 5VIN PWM MODE 1.21 1.20 1.19 3.3V VIN PWM 1.18 1.17 0.0 0.1 0.2 3.3V VIN PFM 0.3 0.4 0.5 OUTPUT LOAD (A) 0.6 0.7 0.8 図 7. VOUT レギュレーション vs 負荷電流、2.25MHz、 1.2VOUT PFM FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 動作性能特性 特記のない限り動作条件は次のとおりです。 TA = +25 ℃、VIN = 2.75V ～ 5.5V、EN = VIN、L1 = L2 = 2.2μH、 C1 = 10μF、C2 = C4 = 10μF、VOUT1 = 2.5V、VOUT2 = 1.8V、IOUT1 = IOUT2 = 0A ～ 800mA。( 続き ) 1.84 5 VIN PFM MODE 1.55 OUTPUT VOLTAGE (V) OUTPUT VOLTAGE (V) 1.56 3.3V VIN PFM 1.54 1.53 1.52 3.3V VIN PWM 1.51 5VIN PWM MODE 1.50 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 OUTPUT LOAD (A) 0.6 0.7 1.82 5VIN PWM MODE 1.80 1.79 3.3V VIN PWM 1.78 0.0 0.8 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 OUTPUT LOAD (A) 0.6 0.7 0.8 図 9. VOUT レギュレーション vs 負荷電流、2.25MHz、 1.8VOUT 2.55 3.42 2.54 OUTPUT VOLTAGE (V) OUTPUT VOLTAGE (V) 3.3V VIN PFM 1.81 図 8. VOUT レギュレーション vs 負荷電流、2.25MHz、 1.5VOUT 5V VIN PFM 2.53 3.3V VIN PFM 2.52 5V VIN PWM 3.3V VIN PWM 2.51 2.50 2.49 0.0 5 VIN PFM MODE 1.83 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 3.40 3.38 3.36 5V VIN PWM 3.34 3.32 3.30 0.0 0.8 5V VIN PFM 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 OUTPUT LOAD (A) OUTPUT LOAD (A) 図 10. VOUT レギュレーション vs 負荷電流、2.25MHz、 2.5VOUT 図 11. VOUT レギュレーション vs 負荷電流、2.25MHz、 3.3VOUT 1.83 1.82 OUTPUT VOLTAGE (V) OUTPUT VOLTAGE (V) 1.83 0A LOAD PWM 1.81 1.80 1.79 0.4A LOAD PWM 1.78 1.77 2.0 0.8A LOAD PWM 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 INPUT VOLTAGE (V) 図 12. VOUT レギュレーション vs VIN、1.8VOUT、 PWM モード 7 6.0 0A LOAD 1.82 0.4A LOAD 1.81 1.80 1.79 0.8A LOAD 1.78 1.77 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 INPUT VOLTAGE (V) 5.0 5.5 6.0 図 13. VOUT レギュレーション vs VIN、1.8VOUT、 PFM モード FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 動作性能特性 特記のない限り動作条件は次のとおりです。 TA = +25 ℃、VIN = 2.75V ～ 5.5V、EN = VIN、L1 = L2 = 2.2μH、 C1 = 10μF、C2 = C4 = 10μF、VOUT1 = 2.5V、VOUT2 = 1.8V、IOUT1 = IOUT2 = 0A ～ 800mA。( 続き ) 500ns/DIV 500ns/DIV LX2 2V/DIV LX1 2V/DIV VOUT2 RIPPLE 20mV/DIV VOUT1 RIPPLE 20mV/DIV IL2 0.5A/DIV IL1 0.5A/DIV 図 14. 無負荷時の安定状態動作、チャネル 1 (PWM) 500ns/DIV LX1 2V/DIV 図 15. 無負荷時の安定状態動作、チャネル 2 (PWM) 500ns/DIV VOUT1 RIPPLE 20mV/DIV VOUT2 RIPPLE 20mV/DIV IL1 0.5A/DIV 図 16. 無負荷時の安定状態動作、チャネル 1 (PFM) IL2 0.5A/DIV 図 17. 無負荷時の安定状態動作、チャネル 2 (PFM) LX2 2V/DIV LX1 2V/DIV VOUT2 RIPPLE 20mV/DIV VOUT1 RIPPLE 20mV/DIV 500ns/DIV IL1 0.5A/DIV 図 18. フル負荷時の安定状態動作、チャネル 1 8 LX2 2V/DIV 500ns/DIV IL2 0.5A/DIV 図 19. フル負荷時の安定状態動作、チャネル 2 FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 動作性能特性 特記のない限り動作条件は次のとおりです。 TA = +25 ℃、VIN = 2.75V ～ 5.5V、EN = VIN、L1 = L2 = 2.2μH、 C1 = 10μF、C2 = C4 = 10μF、VOUT1 = 2.5V、VOUT2 = 1.8V、IOUT1 = IOUT2 = 0A ～ 800mA。( 続き ) VOUT1 RIPPLE 20mV/DIV VOUT2 RIPPLE 20mV/DIV IL1 0.5A/DIV IL2 0.5A/DIV 50µs/DIV 50µs/DIV 図 20. 負荷変動応答、チャネル 1 (PWM) 図 21. 負荷変動応答、チャネル 2 (PWM) LX2 2V/DIV LX1 2V/DIV VOUT1 RIPPLE 50mV/DIV 50µs/DIV VOUT2 RIPPLE 50mV/DIV 50µs/DIV IL2 0.5A/DIV IL1 0.5A/DIV 図 22. 負荷変動応答、チャネル 1 (PFM) 500µs/DIV 図 23. 負荷変動応答、チャネル 2 (PFM) 500µs/DIV EN2 2V/DIV VOUT2 0.5V/DIV EN1 2V/DIV VOUT1 1V/DIV IL2 0.5A/DIV IL1 0.5A/DIV PG 5V/DIV PG 5V/DIV 図 24. 無負荷時のソフトスタート、チャネル 1 (PWM) 9 図 25. 無負荷時のソフトスタート、チャネル 2 (PWM) FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 動作性能特性 特記のない限り動作条件は次のとおりです。 TA = +25 ℃、VIN = 2.75V ～ 5.5V、EN = VIN、L1 = L2 = 2.2μH、 C1 = 10μF、C2 = C4 = 10μF、VOUT1 = 2.5V、VOUT2 = 1.8V、IOUT1 = IOUT2 = 0A ～ 800mA。( 続き ) 500µs/DIV EN1 2V/DIV 500µs/DIV EN2 2V/DIV VOUT2 0.5V/DIV VOUT1 1V/DIV IL2 0.5A/DIV IL 0.5A/DIV IL0.5A/DIV PG 5V/DIV 図 26. 無負荷時のソフトスタート、チャネル 1 (PFM) 500µs/DIV EN1 2V/DIV PG 5V/DIV 図 27. 無負荷時のソフトスタート、チャネル 2 (PFM) 500µs/DIV EN2 2V/DIV VOUT1 1V/DIV VOUT2 0.5V/DIV IL1 0.5A/DIV IL2 0.5A/DIV PG 5V/DIV 図 28. フル負荷時のソフトスタート、チャネル 1 1ms/DIV PG 5V/DIV 図 29. フル負荷時のソフトスタート、チャネル 2 EN2 5V/DIV 1ms/DIV EN1 5V/DIV VOUT2 0.5V/DIV VOUT1 1V/DIV IL1 0.5A/DIV PG 5V/DIV 図 30. ソフト放電シャットダウン、チャネル 1 10 IL2 0.5A/DIV PG 5V/DIV 図 31. ソフト放電シャットダウン、チャネル 2 FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 動作性能特性 特記のない限り動作条件は次のとおりです。 TA = +25 ℃、VIN = 2.75V ～ 5.5V、EN = VIN、L1 = L2 = 2.2μH、 C1 = 10μF、C2 = C4 = 10μF、VOUT1 = 2.5V、VOUT2 = 1.8V、IOUT1 = IOUT2 = 0A ～ 800mA。( 続き ) 200ns/DIV 200ns/DIV LX1 2V/DIV LX1 2V/DIV SYNCH 2V/DIV SYNCH 2V/DIV IL1 0.5A/DIV VOUT1 RIPPLE 20mV/DIV IL1 0.5A/DIV 図 32. 無負荷時の安定状態動作、周波数 = 4MHz、 チャネル 1 (PFM) 図 33. フル負荷時の安定状態動作、周波数 = 4MHz、 チャネル 1 (PFM) 200ns/DIV 200ns/DIV LX2 2V/DIV LX2 2V/DIV SYNCH 2V/DIV SYNCH 2V/DIV IL2 0.5A/DIV VOUT2 RIPPLE 20mV/DIV VOUT2 RIPPLE 20mV/DIV IL2 0.5A/DIV 図 34. 無負荷時の安定状態動作、周波数 = 4MHz、 チャネル 2 (PFM) 100ns/DIV VOUT1 RIPPLE 20mV/DIV LX1 5V/DIV 図 35. フル負荷時の安定状態動作、周波数 = 4MHz、 チャネル 2 (PFM) 100ns/DIV LX1 5V/DIV LX2 5V/DIV LX2 5V/DIV SYNCH 5V/DIV SYNCH 5V/DIV VOUT1 RIPPLE 20mV/DIV VOUT2 RIPPLE 20mV/DIV 図 36. 無負荷時の安定状態動作、周波数 = 4MHz、 チャネル 1 とチャネル 2 (PFM) 11 VOUT1 RIPPLE 20mV/DIV VOUT2 RIPPLE 20mV/DIV 図 37. フル負荷時の安定状態動作、周波数 = 4MHz、 チャネル 1 とチャネル 2 (PFM) FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 動作性能特性 特記のない限り動作条件は次のとおりです。 TA = +25 ℃、VIN = 2.75V ～ 5.5V、EN = VIN、L1 = L2 = 2.2μH、 C1 = 10μF、C2 = C4 = 10μF、VOUT1 = 2.5V、VOUT2 = 1.8V、IOUT1 = IOUT2 = 0A ～ 800mA。( 続き ) PHASE1 5V/DIV LX1 5V/DIV IL1 0.5A/DIV VOUT1 1V/DIV VOUT1 1V/DIV IL1 0.5A/DIV 500µs/DIV 10µs/DIV PG 5V/DIV 図 38. 出力短絡、チャネル 1 10µs/DIV PG 5V/DIV 図 39. 出力短絡からの復帰、チャネル 1 500µs/DIV PHASE2 5V/DIV LX2 5V/DIV VOUT2 0.5V/DIV IL2 0.5A/DIV IL2 0.5A/DIV VOUT2 1V/DIV PG 5V/DIV PG 5V/DIV 図 40. 出力短絡、チャネル 2 図 41. 出力短絡からの復帰、チャネル 2 2.4 VIN 6V IOUT2 OC OUTPUT CURRENT (A) VIN 6V IOUT1 OC 2.0 1.6 1.2 0.8 VIN 3.5V IOUT2 OC VIN 3.5V IOUT1 OC 0.4 0 -50 -30 -10 10 20 50 70 90 110 TEMPERATURE (°C) 図 42. 出力電流リミット vs 温度 12 FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 ブロック図 SHUTDOWN EN1 SOFTSTART SHUTDOWN 27pF VIN 200k + BANDGAP 0.6V + EAMP PWM/PFM LOGIC CONTROLLER PROTECTION DRIVER + COMP - 3pF SLOPE COMP FB1 0.3V 1.6k VIN 0.552V + CSA1 - + SCP - OSCILLATOR + OCP - 0.59V + SKIP - 0.09V - ZERO-CROSS SENSING 1M PG PGND + PG1 + LX1 1ms DELAY SGND SYNC THERMAL SHUTDOWN BANDGAP 0.6V + EN2 27pF SOFTSTART SHUTDOWN 200k VIN + SHUTDOWN + COMP - EAMP - PWM/PFM LOGIC CONTROLLER PROTECTION DRIVER 3pF LX2 PGND SLOPE COMP FB2 0.3V 1.6k SHUTDOWN + SCP + + CSA2 + OCP - 0.59V + SKIP - 0.09V + 0.552V - PG2 ZERO-CROSS SENSING 13 FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 動作の仕組み ISL8088 は、バッテリ駆動アプリケーションやモバイル・ア プリケーションに最適な、定格 800mA のデュアル出力が可 能な降圧型スイッチング・レギュレータです。負荷が重い条 件下では、2.25MHz の一定スイッチング周波数で動作するの で、小型の外付けインダクタやコンデンサを使用すると、プ リント基板 (PCB) の面積を最小限に抑えられます。負荷が軽 い条件下では、強制的に一定周波数にした場合を除いて、ス イッチング周波数が減少するため、スイッチング損失の低減 とバッテリ動作時間の延長が可能です。2 系統のチャネルは 同じ位相で動作します。出力負荷がないときの待機時電流は わずか 30μA です。レギュレータがシャットダウンしている ときの電源電流はわずか 6.5μA です。 PWM 制御方式 SYNC ピンに Low (<0.4V) を与えると、負荷電流に関わらず、コ ンバータは次のサイクルからPWMモードに移行します。 13 ペー ジの「ブロック図」に示すように、ISL8088 の各チャネルともに 電流モードのパルス幅変調 (PWM) 制御方式を採用し、高速な負 荷変動応答とパルス単位での電流リミットを実現しています。 コンバータ回路の電流ループは、発振回路、PWM コンパレー タ COMP、電流センス回路、ループ安定性を維持する傾き補償 回路で構成されます。電流センス回路は、P チャネル MOSFET のオン抵抗と、電流センスアンプ CSA1 ( チャネル 2 は CSA2) と で構成されます。電流センス回路のゲインは代表値で 0.285V/A です。電流ループの制御リファレンス信号は、電圧ループ内の 誤差アンプ EAMP で生成しています。 PWM 動作は発振回路のクロックによって始まります。P チャ ネル MOSFET は PWM サイクルの開始時にターンオンし、 MOSFET の電流は上昇を始めます。電流アンプ CSA1 ( また は CSA2) と、補償傾き信号 (0.33V/μs) の和が電流ループの制 御リファレンスに達すると、P チャネル MOSFET をターン オフし、かつ、N チャネル MOSFET をターンオンするよう に、PWM コンパレータ COMP は PWM ロジックに信号を送 出します。N チャネル MOSFET は PWM サイクルが終わる までオンの状態を維持します。図 43 に PWM 動作中の動作 波形の一例を示します。点線は補償傾き信号と電流センスア ンプ CSA_ の出力の和を表しています。 電流ループに与えるリファレンス電圧を制御して、出力電圧の レギュレーションを行っています。バンドギャップ回路から 0.6V リファレンス電圧が電圧制御ループに出力されます。帰還 信号は VFB ピンから与えられます。ソフトスタート・ブロック はスタートアップ時のみ動作し、詳細は後述します。誤差アン プはトランスコンダクタンス・アンプで、電圧誤差信号を電流 出力へと変換します。 電圧ループは 27pF と 200kΩ で構成される 内蔵 RC ネットワークで補償されています。EAMP 出力の最大 電圧は 0.8V で高精度にクランプされます。 VEAMP VCSA DUTY CYCLE IL VOUT 図 43. PWM 動作波形 スキップモード SYNC ピンに High (>2.0V) を与えると、コンバータを PFM モードに移行できます。ISL8088 は、軽負荷時にはパルス・ スキップモードに移行し、スイッチング周波数を減らせばス イッチング損失を最小限に抑えます。図 44 に、スキップモー ドの動作を示します。13 ページの「ブロック図」に示された ゼロクロス・センス回路は、N チャネル MOSFET 電流のゼロ クロスをモニタします。8 サイクル連続して N チャネル MOSFET のゼロクロスが検出されると、レギュレータはス キップモードに移行します。8 検出サイクルの間、インダク タの電流は負極性になることが許可されます。電流のゼ ロクロスが発生しないサイクルがあれば、カウンタは 0 にリ セットされます。 PWM PFM CLOCK 16 CYCLES PFM CURRENT LIMIT IL LOAD CURRENT 0 NOMINAL +1.5% VOUT NOMINAL 図 44. スキップモード動作波形 14 FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 スキップモードへの移行後は、13 ページの「ブロック図」の スキップ・コンパレータによって制御されたパルス変調が開 始されます。各パルス・サイクルの同期は、引き続き PWM クロックによって行われます。P チャネル MOSFET はそのク ロックでターンオンし、電流が 250mA のスレッショルドに達 するとターンオフします。各サイクルの平均インダクタ電流 は負荷の平均電流より高いため、出力電圧がサイクルごとに 上昇します。出力電圧が公称電圧を 1.5％上回ると即座に、P チャネル MOSFET がターンオフします。そうすると、インダ クタ電流が 0A まで完全に放電され、0A の状態が維持されま す。負荷電流による出力コンデンサの放電に伴い、出力電圧 は徐々に低下します。出力電圧が公称電圧まで低下すると、P チャネル MOSFET がそのクロックで再度ターンオンし、前述 の動作を繰り返します。 出力電圧が公称電圧を 1.5％下回ると、レギュレータは通常の PWM モード動作を再開します。 外部同期制御 動作周波数は SYNC ピンに与える最高 4MHz の外部信号に 同期できます。SYNC の立ち下がりエッジによって、チャ ネル 1 の PWM オンパルスの立ち上がりエッジがトリガさ れます。 過電流保護 チャネル 1 の負荷電流とチャネル 2 の負荷電流は、それぞれ CSA1 と CSA2 でモニタされます。13 ページの「ブロック図」 に示すように、CSA_ 出力は過電流保護 (OCP) スレッショル ド・ロジックを使いモニタして、過電流保護を実現していま す。電流センス回路の P チャネル MOSFET 電流から CSA_ 出力までのゲインは 0.285V/A です。CSA_ 出力が 590mV の OCP スレッショルドに達すると、OCP コンパレータがトリッ プして即座に P チャネル MOSFET をターンオフします。こ のように過電流保護は、ハイサイド MOSFET を流れる電流 をモニタすると、スイッチング・コンバータ回路を出力短絡 から保護します。 過電流状態が検出されるとハイサイドMOSFETは即座にターン オフし、次のスイッチング・サイクルが始まるまではターン オンしません。 パワーグッド (PG) パワーグッド信号 (PG) は両方の出力チャネルをモニタしま す。オープンコレクタの PG 出力は、電源投入後に VO1 と VO2 が設定電圧に達したあとも、およそ 1ms にわたって Low を維持します。PG 出力は 1ms だけ遅延したパワーグッド信 号とみなすこともできます。いずれかの出力がディスエーブ ルの場合、PG はアクティブのチャネルのみモニタします。 1MΩ のプルアップ抵抗が内蔵されています。 表 1. PG EN1 EN2 PG1 INTERNAL PG2 INTERNAL PG 0 0 X X 0 0 1 X 1 1 1 0 1 X 1 1 1 1 1 1 15 アンダーボルテージ・ロックアウト (UVLO) 入力電圧がアンダーボルテージ・ロックアウト (UVLO) ス レッショルドを下回ると、レギュレータはディスエーブル状 態になります。 イネーブル パワーアップ・シーケンスを行うには、イネーブル (EN1、 EN2)入力を使って、レギュレータのイネーブルとディスエー ブルを制御します。レギュレータがイネーブル状態になった あと、バンドギャップ・リファレンスの起動に代表値で 600μs を要します。その後ソフトスタートが始まります。 ソフトスタート ソフトスタートはスタートアップ時の突入電流を抑える機 能です。ソフトスタート・ブロックによって、電圧ループと 電流ループの両方に対しランプ・リファレンスが出力されま す。インダクタ電流の立ち上がり速度と出力電圧の立ち上が り速度が制限されるため、出力電圧は制御された状態で上昇 します。スタートアップが開始した直後、帰還電圧は 0.2V 未満で、そのため PWM 動作周波数は通常の周波数の 1/3 に 下がります。 強制 PWM モードの場合、デバイスは PFM モードでスター トアップを続行するので、プリバイアス負荷アプリケーショ ンに対応できます。 放電モード ( ソフトストップ ) シャットダウンモードへの移行が発生したとき、または、出 力アンダーボルテージ・フォルトラッチがセットされたと き、出力は内蔵の 100Ω スイッチを介して GND レベルに放 電されます。 パワー MOSFET パワー MOSFET は最大限の効率が得られるように最適化さ れています。P チャネル MOSFET のオン抵抗は代表値で 180mΩ、N チャネル MOSFET のオン抵抗は代表値で 180mΩ です。 100％デューティサイクル ISL8088 は、機器のバッテリ動作時間を最大限に確保できる ように、100％デューティサイクル動作に対応しています。 ISL8088 が出力レギュレーションを維持できないレベルにま でバッテリ電圧が低下すると、レギュレータは P チャネル MOSFET を完全にターンオフします。100％デューティサイ クル動作における最大ドロップアウト電圧は、負荷電流と P チャネル MOSFET のオン抵抗の積で求められます。 サーマル・シャットダウン ISL8088 にはサーマル保護機能が内蔵されています。内部温 度が +150 ℃に達するとレギュレータは完全にシャットダウ ンします。温度が +130 ℃にまで下がると ISL8088 はソフト スタート・サイクルを経て通常動作に復帰します。 FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 アプリケーション情報 出力電圧の選択 出力インダクタと出力コンデンサの選択 安定状態動作と過渡応答動作を考慮して、ISL8088 の出力イ ンダクタには 2.2μH を一般に使います。コンバータ全体のシ ステム性能を高めるためにこれ以外のインダクタンス値を 使用してもかまいません。たとえば、出力電圧が 3.3V と高 めのアプリケーションの場合、大きめのインダクタを使用す るとインダクタ電流と出力電圧リップルの抑制が図れます。 インダクタ・リップル電流は式 1 で表されます。 VO V O 1 – ------- V IN I = -----------------------------------L fS （式 1） インダクタの飽和電流定格はピーク電流よりも大きくなけ ればなりません。ISL8088 は代表値で 1.2A 以上のピーク電 流に対して保護機能が働きます。したがって、最大出力電流 を必要とするアプリケーションの場合で、飽和電流定格は 1.8A 以上が必要です。 ISL8088 は補償ネットワークを内蔵していますが、出力コンデ ンサの容量は出力電圧によって決定します。推奨品は X5R ま たは X7R タイプのセラミック・コンデンサです。出力コンデ ンサの推奨最小容量を表 2 に示します。 表 2. 出力コンデンサ容量と VOUT、ISL8088 レギュレータの所望の電圧から出力設定抵抗 R2 ( チャネル 2 は R5) を選択します。帰還抵抗の抵抗値は式 2 に示すよう に、一般に 0Ω から 750kΩ の範囲です。 R3 = 100kΩ としたとき、R2 は以下で求められます。 V OUT R 2 = R 3 ------------ – 1 V FB （式 2） 出力電圧として 0.6V を得たい場合は、R3 を未実装とし、R2 を短絡してください。より高速の応答性能を得るには、R2 と 並列に 47pF を接続してください。 入力コンデンサの選択 入力コンデンサの主な機能は、寄生インダクタンスとのデ カップリングと、スイッチング電流がバッテリ・レールに逆 流しないようにフィルタすることです。入力コンデンサの選 択にあたっては、スタートポイントとして、X5R または X7R タイプの 10μF セラミック・コンデンサを両方のチャネルに 対して 1 個設けてください。 プリント基板のレイアウト設計指針 VOUT (V) COUT (µF) L (µH) 0.8 10 1.0~2.2 1.2 10 1.0~2.2 1.6 10 1.0~2.2 1.8 10 1.5~3.3 2.5 10 1.5~3.3 3.3 6.8 1.5~4.7 3.6 8.6 1.5~4.7 表 2 に、コンバータ・システム全体の安定動作に必要な出力コ ンデンサの最小容量値を、それぞれの出力電圧に対応させて示 しています。 16 レギュレータの出力電圧は外付けの抵抗分圧回路で設定しま す。この分圧回路は、内部リファレンス電圧を基準とする出力 電圧の比を定めて、誤差アンプの反転入力に帰還する役割を担 います。2 ページの「アプリケーション回路例」を参照してく ださい。 設計したコンバータから所望の性能を得るには、プリント基 板のレイアウト設計がきわめて重要な役割を担います。推奨 事項については、ISL8088 の設計手順を参照してください。 ISL8088 のパワーループは、出力インダクタ (L)、出力コン デンサ (COUT1 と COUT2)、LX_ ピン、GND ピンで構成され ています。このパワーループをできるだけ小さく設計する必 要があるとともに、それらを接続しているトレースは迂回さ せずに最短かつ幅広で設計してください。入力コンデンサは VIN ピンのできるだけ近くに配置します。同様に、入力コン デンサのグラウンドと出力コンデンサのグラウンドもでき るだけ近くに配置します。IC の発熱は主にサーマルパッド から拡散していきます。そのため、サーマルパッドを実装す るランドをできるだけ広くしてください。また、EMI 性能を 高めるにはベタグラウンド層が有効です。放熱を高めるため に、少なくとも 5 個以上のビアをパッドのランド内に設けて ください。 FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 改訂履歴 この改訂履歴は参考情報として掲載するものであり、正確を期すように努めていますが、内容を保証するものではありません。 最新のデータシートについてはインターシルのウェブサイトをご覧ください。 日付 レビジョン 2011/5/6 FN6858.2 変更点 新しいテンプレートに変更 法務部門からの指示に従い、1 ページ下部のインターシルの商標表記を更新。 「注文情報」から ISL8088IRZ-T を削除。「注文情報」のテープ＆リールに関する Note を「リールの 詳細仕様についてはテクニカル・ブリーフ「Tape and Reel Specification for Integrated Circuit (TB347)」 を参照してください。｣から新基準の「テープ＆リールは製品型番の末尾に「-T*」を付加してくださ い。リールの詳細仕様についてはテクニカル・ブリーフ「Tape and Reel Specification for Integrated Circuit (TB347)」を参照してください。」に更新。 「*」はすべてのテープ＆リール・オプションに適用されます。 図 24、25、26、27、28、29 の時間目盛を 50μs/DIV から 500μs/DIV に変更。 15 ページの「ソフトスタート」で、最後の文の「出力電圧」を「帰還電圧」に変更。 2010/3/18 FN6858.1 13 ページ：ブロック図の PG OR ゲートにインバータ記号を追加。 新しいデータシート基準に従い、以下のように移動。 1 ページの「ピン配置」と 2 ページの「ピンの説明」を 3 ページに移動。 「アプリケーション回路例」を 3 ページから 2 ページに移動。 2010/6/9 FN7650.0 初版 製品 インターシルは、高性能アナログ、ミクストシグナルおよびパワーマネジメント半導体の設計、製造で世界をリードする企業 です。インターシルの製品は、産業用機器、インフラ、パーソナル・コンピューティング、ハイエンド・コンシューマの 分野で特に急速な成長を遂げている市場向けに開発されています。製品ファミリの詳細は、www.intersil.com/product_tree/ を ご覧ください。 *ISL8088 に関するアプリケーション情報、関連ドキュメント、関連部品は、www.intersil.com 内の ISL8088 のページを参照し てください。 本データシートに関するご意見は www.intersil.com/askourstaff へお寄せください。 信頼性に関するデータは rel.intersil.com/reports/search.php を参照してください。 そのほかの製品については www.intersil.com/product_tree/ を参照してください。 インターシルは、www.intersil.com/design/quality/ に記載の品質保証のとおり、 ISO9000 品質システムに基づいて、製品の製造、組み立て、試験を行っています。 インターシルは、製品を販売するにあたって、製品情報のみを提供します。インターシルは、いかなる時点においても、予告なしに、回路設計、ソフ トウェア、仕様を変更する権利を有します。製品を購入されるお客様は、必ず、データシートが最新であることをご確認くださいますようお願いいた します。インターシルは正確かつ信頼に足る情報を提供できるよう努めていますが、その使用に関して、インターシルおよび関連子会社は責を負いま せん。また、その使用に関して、第三者が所有する特許または他の知的所有権の非侵害を保証するものではありません。インターシルおよび関連子会 社が所有する特許の使用権を暗黙的または他の方法によって与えるものではありません。 インターシルの会社概要については www.intersil.com をご覧ください。 17 FN6858.2 2011 年 5 月 26 日 ISL8088 パッケージ寸法図 L10.3x3C 10 LEAD DUAL FLAT PACKAGE (DFN) Rev 2, 09/09 3.00 6 PIN #1 INDEX AREA A B 10 6 PIN 1 INDEX AREA 1 2.38 3.00 0.50 2 10 x 0.25 6 (4X) 0.10 C B 1.64 10x 0.40 上面図 5 底面図 0.10 M C B (4X) PACKAGE OUTLINE (10 x 0.60) SEE DETAIL "X" (10x 0.25) 0.90 MAX 0.10 C BASE PLANE 2.38 0.20 C SEATING PLANE 0.08 C 側面図 (8x 0.50) 1.64 推奨ランドパターンの例 C 0.20 REF 5 0.05 "X" の詳細 NOTE： 1. 寸法の単位は mm です。 ( ) 内の寸法は参考値です。 2. 寸法と公差は ASME Y14.5m-1994 に従っています。 3. 特記のない限り、 公差は DECIMAL ±0.05 です。 4. 寸法 b は金属端子に適用され、端子先端から 0.18mm ～ 0.30mm の ポイントで計測した値です。 5. タイバー( 示されている場合 ) は非機能性です。 6. 1 ピンの識別子はオプションですが、 表示されているゾーン内に配置されます。 1 ピンの識別子は モールドまたはマーキングで示されます。 7. 18 E-PAD の寸法を除いて JEDEC MO-229-WEED-3 に準拠しています。 FN6858.2 2011 年 5 月 26 日