LTM4620 デュアル 13Aまたはシングル 26A DC/DC μModuleレギュレータ 特長 n n n n n n n n n n n n n n 概要 LTM®4620は、完全なデュアル13A出力のスイッチング・モー ドDC/DC 電源です。スイッチング・コントローラ、パワー FET、 インダクタ、およびすべての支持部品がパッケージに搭載され ています。LTM4620は、4.5V∼16Vの入力電圧範囲で動作し、 出力電圧の範囲がそれぞれ0.6V∼2.5Vの2つの出力をサポー トしており、出力電圧は1 本の外付け抵抗で設定されます。高 効率設計により、出力ごとに最大 13Aの連続電流を供給しま す。必要な入力コンデンサおよび出力コンデンサはわずか数 個です。 完全な独立型デュアル出力電源 デュアル 13A 出力またはシングル 26A 出力 広い入力電圧範囲：4.5V ∼ 16V 出力電圧範囲：0.6V ∼ 2.5V 全 DC 出力電圧誤差：最大 1.5% 複数の LTM4620 によるマルチフェーズ電流分担： 最大 100A 差動リモート検出アンプ 電流モード制御 / 高速トランジェント応答 調整可能なスイッチング周波数 過電流フォールドバック保護 周波数同期 内部温度モニタ 出力過電圧保護 熱特性が改善された （15mm×15mm×4.41mm）LGA パッ ケージおよび （15mm×15mm×5.01mm）BGA パッケージ このデバイスは、周波数同期、マルチフェーズ動作、Burst Mode 動作、電源レールのシーケンス制御のための出力電圧 トラッキングをサポートしています。また、デバイス温度をモニ タするための温度検出ダイオードを内蔵しています。高いス イッチング周波数と電流モード・アーキテクチャにより、安定 性を損なうことなく入力および負荷の変動に対するきわめて 高速なトランジェント応答が可能です。 フォルト保護機能には、過電圧保護と過電流保護が含まれま す。この電源モジュールは、省スペースで熱特性が改善され た独自の15mm 15mm 4.41mm LGA パッケージと、15mm 15mm 5.01mm BGA パッケージで供給され、上面のヒートシ ンクと一体化されています。LTM4620は無鉛仕上げでRoHS に準拠しています。 アプリケーション n n n 通信機器およびネットワーク機器 ストレージ・カードおよび ATCAカード 産業用機器 L、LT、LTC、LTM、Linear Technology、Linearのロゴ、μModule、Burst Modeおよび PolyPhase はリニアテクノロジー社の登録商標です。LTpowerCADはリニアテクノロジー社の商標です。 他のすべての商標はそれぞれの所有者に所有権があります。 をクリックすると、関連するビデオクリップをご覧いただけます。 標準的応用例 26A、1.2V 出力 DC/DC μModule® レギュレータ 1.2V 出力時の効率とIOUT INTVCC 4.7µF 5k 90 PGOOD 10k* 22µF ×4 25V VOUT1 VOUTS1 120k TEMP DIFFOUT RUN1 RUN2 VFB1 LTM4620 VFB2 f SET 70 60 50 60.4k 40 VOUTS2 VOUT2 121k SW2 PGOOD2 SGND 470µF 6.3V COMP2 PHASMD * PULL-UP RESISTOR AND ZENER ARE OPTIONAL + COMP1 TRACK2 0.1µF 100µF 6.3V SW1 TRACK1 5.1V* 80 EXTVCC PGOOD1 VIN EFFICIENCY (%) MODE_PLLIN CLKOUT INTVCC VIN 4.5V TO 16V GND DIFFP DIFFN 100µF 6.3V + 470µF 6.3V VOUT 1.2V AT 26A 5VIN /500kHz 12VIN /500kHz 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 OUTPUT CURRENT (A) 4620 TA01b PGOOD 4620 TA01a 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 4620fa 1 LTM4620 絶対最大定格 （Note 1） VIN （Note 8）........................................................... –0.3V ～ 18V VSW1、VSW2................................................................–1V ～ 18V PGOOD1、PGOOD2、RUN1、RUN2、 INTVCC、EXTVCC ........................................................–0.3V ～ 6V MODE_PLLIN、fSET、TRACK1、TRACK2、 DIFFOUT、PHASMD ...........................................–0.3V ～ INTVCC VOUT1、VOUT2、VOUTS1、VOUTS2 .................................–0.3V ～ 6V DIFFP、DIFFN .....................................................–0.3V ～ INTVCC COMP1、COMP2、VFB1、VFB2 （Note 6）...................–0.3V ～ 2.7V INTVCC のピーク出力電流............................................... 100mA 内部動作温度範囲（Note 2）............................. –40°C ～ 125°C 保存温度範囲.................................................... –55°C ～ 125°C ピーク・パッケージ・ボディ温度.......................................245°C ピン配置 TOP VIEW TOP VIEW TEMP TEMP EXTVCC L L VIN J J PHASMD MODE_PLLIN TRACK1 VFB1 VOUTS1 VIN K K CLKOUT SW1 EXTVCC M M INTVCC SW2 PGOOD1 PGOOD2 RUN2 DIFFOUT DIFFP DIFFN H G RUN1 SGND F GND COMP1 COMP2 E SGND VFB2 TRACK2 D GND CLKOUT SW1 PHASMD MODE_PLLIN TRACK1 VFB1 fSET SGND VOUTS2 C VOUTS1 B VOUT1 G RUN1 SGND F GND COMP1 COMP2 E SGND VFB2 TRACK2 D GND fSET SGND VOUTS2 C B VOUT2 GND INTVCC SW2 PGOOD1 PGOOD2 RUN2 DIFFOUT DIFFP DIFFN H VOUT1 VOUT2 GND A A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 12 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 BGA PACKAGE 144-LEAD (15mm × 15mm × 5.01mm) LGA PACKAGE 144-LEAD (15mm × 15mm × 4.41mm) TJMAX = 125°C, θJA = 7°C/W, θJCbottom = 1.5°C/W, θJCtop = 3.7°C/W, θJB + θBA ≅ 7°C/W θ VALUES DEFINED PER JESD 51-12 WEIGHT = 3.037g TJMAX = 125°C, θJA = 7°C/W, θJCbottom = 1.5°C/W, θJCtop = 3.7°C/W, θJB + θBA ≅ 7°C/W θ VALUES DEFINED PER JESD 51-12 WEIGHT = 3.232g 発注情報 無鉛仕上げ トレイ 製品マーキング * パッケージ 温度範囲 LTM4620EV#PBF LTM4620EV#PBF LTM4620V 144-Lead (15mm × 15mm × 4.41mm) LGA –40°C to 125°C LTM4620IV#PBF LTM4620IV#PBF LTM4620V 144-Lead (15mm × 15mm × 4.41mm) LGA –40°C to 125°C LTM4620EY#PBF LTM4620EY#PBF LTM4620Y 144-Lead (15mm × 15mm × 5.01mm) BGA –40°C to 125°C LTM4620IY#PBF LTM4620IY#PBF LTM4620Y 144-Lead (15mm × 15mm × 5.01mm) BGA –40°C to 125°C より広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社へお問い合わせください。* 温度グレードは出荷時のコンテナのラベルで識別されます。 無鉛仕上げの製品マーキングの詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/をご覧ください。 この製品はトレイでのみ供給されます。詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/packaging/ をご覧ください。 4620fa 2 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LTM4620 電気的特性 l は規定された全内部動作温度範囲の規格値を意味する （Note 2）。各出力チャネル 1つに対する規格値。 注記がない限り、TA = 25 C、VIN = 12V、VRUN1 = VRUN2 = 5V。図 23 の 「標準的応用例」 に基づく。 SYMBOL PARAMETER VIN Input DC Voltage CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS VOUT Output Voltage (Note 8) VOUT1(DC), VOUT2(DC) Output Voltage, Total Variation with Line and Load CIN = 22µF × 3, COUT = 100µF × 1 Ceramic, 470µF POSCAP, VOUT = 1.5V VRUN1, VRUN2 RUN Pin On/Off Threshold RUN Rising VRUN1HYS, VRUN2HYS RUN Pin On Hysteresis IINRUSH(VIN) Input Inrush Current at Start-Up IOUT = 0A, CIN = 22µF ×3, CSS = 0.01µF, COUT = 100µF ×3, VOUT1 = 1.5V, VOUT2 = 1.5V, VIN = 12V 1 A IQ(VIN) Input Supply Bias Current VIN = 12V, VOUT = 1.5V, Burst Mode Operation VIN = 12V, VOUT = 1.5V, Pulse-Skipping Mode VIN = 12V, VOUT= 1.5V, Switching Continuous Shutdown, RUN = 0, VIN = 12V 5 15 65 50 mA mA mA µA IS(VIN) Input Supply Current VIN = 5V, VOUT = 1.5V, IOUT = 13A VIN = 12V, VOUT = 1.5V, IOUT = 13A IOUT1(DC), IOUT2(DC) Output Continuous Current Range VIN = 12V, VOUT = 1.5V (Notes 7, 8) ΔVOUT1(LINE)/VOUT1 ΔVOUT2(LINE)/VOUT2 Line Regulation Accuracy ΔVOUT1/VOUT1 ΔVOUT2/VOUT2 VOUT1(AC), VOUT2(AC) l 4.5 16 V l 0.6 2.5 V l 1.477 1.5 1.523 V 1.1 1.25 1.40 V 入力の仕様 150 mV 4.6 1.853 A A 出力の仕様 0 13 A VOUT = 1.5V, VIN from 4.5V to 16V IOUT = 0A for Each Output, l 0.01 0.025 %/V Load Regulation Accuracy For Each Output, VOUT = 1.5V, 0A to 13A VIN = 12V (Note 7) l 0.5 0.75 % Output Ripple Voltage For Each Output, IOUT = 0A, COUT = 100µF ×3/ X7R/Ceramic, 470µF POSCAP, VIN = 12V, VOUT = 1.5V, Frequency = 400kHz fS (Each Channel) Output Ripple Voltage Frequency VIN = 12V, VOUT = 1.5V, fSET = 1.25V (Note 4) fSYNC (Each Channel) SYNC Capture Range ∆VOUTSTART (Each Channel) Turn-On Overshoot COUT = 100µF/X5R/Ceramic, 470µF POSCAP, VOUT = 1.5V, IOUT = 0A VIN = 12V 10 mV tSTART (Each Channel) Turn-On Time COUT = 100µF/X5R/Ceramic, 470µF POSCAP, No Load, TRACK/SS with 0.01µF to GND, VIN = 12V 5 ms ∆VOUT(LS) (Each Channel) Peak Deviation for Dynamic Load Load:0% to 50% to 0% of Full Load COUT = 22µF ×3/X5R/Ceramic, 470µF POSCAP VIN = 12V, VOUT = 1.5V 30 mV tSETTLE (Each Channel) Settling Time for Dynamic Load Step Load:0% to 50% to 0% of Full Load, VIN = 12V, COUT = 100µF, 470µF POSCAP 20 µs IOUT(PK) (Each Channel) Output Current Limit VIN = 12V, VOUT = 1.5V 20 A Voltage at VFB Pins IOUT = 0A, VOUT = 1.5V 15 mVP-P 500 400 kHz 780 kHz 制御セクション VFB1, VFB2 IFB1, IFB2 VOVL l 0.592 (Note 6) Feedback Overvoltage Lockout l 0.64 0.600 0.606 V –5 –20 nA 0.66 0.68 V 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 3 LTM4620 電気的特性 l は規定された全内部動作温度範囲の規格値を意味する（Note 2）。各出力チャネル 1つに対する規格値。 注記がない限り、TA = 25 C、VIN = 12V、VRUN1 = VRUN2 = 5V。図 23 の 「標準的応用例」 に基づく。 SYMBOL PARAMETER CONDITIONS TRACK1 (I), TRACK2 (I) Track Pin Soft-Start Pull-Up Current TRACK1 (I),TRACK2 (I) Start at 0V UVLO Undervoltage Lockout VIN Falling VIN Rising tON(MIN) Minimum On-Time (Note 6) RFBHI1, RFBHI2 Resistor Between VOUTS1, VOUTS2 and VFB1, VFB2 Pins for Each Output VPGOOD1, VPGOOD2 Low PGOOD Voltage Low IPGOOD = 2mA IPGOOD PGOOD Leakage Current VPGOOD = 5V VPGOOD PGOOD Trip Level VFB with Respect to Set Output Voltage VFB Ramping Negative VFB Ramping Positive MIN TYP MAX UNITS 1 1.25 1.5 µA 3.3 3.9 UVLO Hysteresis 60.05 V V 0.6 V 90 ns 60.4 60.75 kΩ 0.1 0.3 V ±5 µA –10 10 % % INTVCC リニア・レギュレータ VINTVCC Internal VCC Voltage 6V < VIN < 16V VINTVCC Load Regulation INTVCC Load Regulation ICC = 0mA to 50mA VEXTVCC EXTVCC Switchover Voltage EXTVCC Ramping Positive VEXTVCC(DROP) EXTVCC Dropout ICC = 20mA, VEXTVCC = 5V VEXTVCC(HYST) EXTVCC Hysteresis 4.8 4.5 5 5.2 V 0.5 2 % 100 mV 4.7 50 V 200 mV 発振器とフェーズロック・ループ Frequency Nominal Nominal Frequency fSET = 1.2V 450 500 550 kHz Frequency Low Lowest Frequency fSET = 0V (Note 5) 210 250 290 kHz fSET > 2.4V, Up to INTVCC 700 780 860 kHz 9 10 11 µA Frequency High Highest Frequency fSET Frequency Set Current RMODE_PLLIN MODE_PLLIN Input Resistance CLKOUT Phase (Relative to VOUT1) CLK High CLK Low Clock High Output Voltage Clock Low Output Voltage PHASMD = GND PHASMD = Float PHASMD = INTVCC 250 kΩ 60 90 120 Deg Deg Deg 2 0.2 V V 差動アンプ AV Differential Amplifier Gain RIN Input Resistance Measured at DIFFP Input VOS Input Offset Voltage VDIFFP = VDIFFOUT = 1.5V, IDIFFOUT = 100µA PSRR Differential Amplifier Power Supply Rejection Ratio 5V < VIN < 16V ICL Maximum Output Current VOUT(MAX) Maximum Output Voltage IDIFFOUT = 300µA 1 V/V 80 kΩ 3 INTVCC – 1.4 mV 90 dB 2 mA V 4620fa 4 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LTM4620 電気的特性 l は規定された全内部動作温度範囲の規格値を意味する（Note 2）。各出力チャネル 1つに対する規格値。 注記がない限り、TA = 25 C、VIN = 12V、VRUN1 = VRUN2 = 5V。図 23 の 「標準的応用例」 に基づく。 SYMBOL PARAMETER GBW Gain Bandwidth Product VTEMP Temp Diode Diode Connected PNP TC Temperature Coefficient CONDITIONS MIN TYP MAX 3 I = 100µA Note 1： 絶対最大定格に記載された値を超えるストレスはデバイスに永続的損傷を与える可 能性がある。また、長期にわたって絶対最大定格条件に曝すと、デバイスの信頼性と寿命に 悪影響を与えるおそれがある。 Note 2：LTM4620はTJ がTA にほぼ等しいパルス負荷条件でテストされる。LTM4620Eは、0°C～ 125°Cの内部温度で仕様に適合することが保証されている。–40°C ～ 125°Cの内部動作温度範 囲での仕様は設計、特性評価および統計学的なプロセス・コントロールとの相関で確認され ている。LTM4620Iは–40°C ～ 125°Cの内部動作温度範囲全域で動作することが保証されてい る。これらの仕様を満たす最大周囲温度は、基板レイアウト、パッケージの定格熱インピーダ ンス、その他の環境要因と、特定の動作条件によって決まることに注意。 Note 3：2つの出力は別々にテストされ、各出力には同じテスト条件が適用される。 UNITS MHz 0.598 V –2.0 mV/°C Note 4：スイッチング周波数は400kHz ～ 750kHzにプログラムすることができる。 Note 5：LTM4620デバイスは400kHz ～ 750kHzで動作するように設計されている。 Note 6：これらのパラメータはウェハ選別によってテストされる。 Note 7：異なるVIN、VOUT および TA については出力電流のディレーティング曲線を参照。 Note 8： 出力電流に関する制約。10V ≦ VIN ≦ 16Vの場合、2.5Vの出力電流は10A/チャネル、 スイッチング周波数は750kHzに制限する必要がある。ディレーティング曲線が適用される5V ≦ VIN ≦ 9Vの場合、2.5Vの出力電流は12A/チャネル、スイッチング周波数は750kHzに制限す る必要がある。ディレーティング曲線が適用される。その他の入力と出力の組み合わせに対し ては、いずれも13A/チャネル、および効率のグラフに記載された推奨スイッチング周波数が制 約となる。ディレーティング曲線が適用される。 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 5 LTM4620 標準的性能特性 効率と出力電流（VIN = 5V） 効率と出力電流（デュアル・フェー ズ・シングル出力、VIN = 12V） 効率と出力電流（VIN = 12V） 95 95 95 90 90 85 85 EFFICIENCY (%) EFFICIENCY (%) 90 85 80 75 70 65 60 1VOUT, f = 400kHz 1.2VOUT, f = 500kHz 1.5VOUT, f = 550kHz 1.8VOUT, f = 600kHz 2.5VOUT, f = 750kHz 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 OUTPUT CURRENT (A) EFFICIENCY (%) 100 80 75 70 65 60 1VOUT, f = 400kHz 1.2VOUT, f = 500kHz 1.5VOUT, f = 550kHz 1.8VOUT, f = 600kHz 2.5VOUT, f = 750kHz 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 OUTPUT CURRENT (A) 4620 G01 80 75 70 65 60 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 OUTPUT CURRENT (A) 4620 G02 デュアル・フェーズ・シングル出力 負荷トランジェント応答 4620 G03 シングル・フェーズ・シングル出力 負荷トランジェント応答 シングル・フェーズ・シングル出力 負荷トランジェント応答 VOUT 100mV/DIV VOUT 100mV/DIV VOUT 100mV/DIV ILOAD 10A/DIV ILOAD 5A/DIV ILOAD 5A/DIV 50µs/DIV 1VOUT, f = 400kHz 1.2VOUT, f = 500kHz 1.5VOUT, f = 550kHz 1.8VOUT, f = 600kHz 2.5VOUT, f = 750kHz 50µs/DIV 4620 G04 50µs/DIV 4620 G05 4620 G06 12VIN, 1.5VOUT AT 26A/µs LOAD STEP COUT = 4× 470µF, 4V POSCAP AND 2× 100µF, 6.3V CERAMIC 12VIN, 1VOUT AT 13A/µs LOAD STEP COUT = 2× 470µF, 4V POSCAP AND 1× 100µF, 6.3V CERAMIC 12VIN, 1.2VOUT AT 13A/µs LOAD STEP COUT = 2× 470µF, 4V POSCAP AND 1× 100µF, 6.3V CERAMIC シングル・フェーズ・シングル出力 負荷トランジェント応答 シングル・フェーズ・シングル出力 負荷トランジェント応答 シングル・フェーズ・シングル出力 負荷トランジェント応答 VOUT 100mV/DIV VOUT 100mV/DIV VOUT 100mV/DIV ILOAD 5A/DIV ILOAD 5A/DIV ILOAD 5A/DIV 50µs/DIV 12VIN, 1.5VOUT AT 13A/µs LOAD STEP COUT = 2× 470µF, 4V POSCAP AND 1× 100µF, 6.3V CERAMIC 4620 G07 50µs/DIV 12VIN, 1.8VOUT AT 13A/µs LOAD STEP COUT = 2× 470µF, 4V POSCAP AND 1× 100µF, 6.3V CERAMIC 4620 G08 50µs/DIV 4620 G09 12VIN, 2.5VOUT AT 13A/µs LOAD STEP COUT = 2× 470µF, 4V POSCAP AND 1× 100µF, 6.3V CERAMIC 4620fa 6 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LTM4620 標準的性能特性 シングル・フェーズ・シングル出力 の起動 シングル・フェーズ・シングル出力 の起動 VOUT 0.5V/DIV VOUT 0.5V/DIV IOUT 1A/DIV IOUT 5A/DIV 2ms/DIV 4620 G11 12VIN, 1.5VOUT AT NO LOAD COUT = 2× 470µF, 4V SANYO POSCAP, 1× 100µF, 6.3V CERAMIC SOFT-START CAPACITOR = 0.01µF USE RUN PIN TO CONTROL START-UP 12VIN, 1.5VOUT AT 10A LOAD COUT = 2× 470µF, 4V SANYO POSCAP, 1× 100µF, 6.3V X5R CERAMIC SOFT-START CAPACITOR = 0.01µF USE RUN PIN TO CONTROL START-UP 電流制限と電流フォールドバック ロード・レギュレーションと電流 1.8 VIN = 12V VOUT = 1.5V 1.6 VIN = 12V VOUT = 1.5V 1.0 LOAD REGULATION (mV) 1.4 OUTPUT VOLTAGE (V) 2ms/DIV 4620 G10 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.8 0.6 0.4 0.2 0.2 0 0 5 10 15 20 OUTPUT CURRENT (A) 25 0 0 4620 G12 5 10 OUTPUT CURRENT (A) 15 4620 G13 短絡保護 短絡保護 VOUT 500mV/DIV VOUT 500mV/DIV IIN 2A/DIV IIN 2A/DIV VIN = 12V VOUT = 1.5V IOUT = NO LOAD 50µs/DIV 4620 G14 VIN = 12V VOUT = 1.5V IOUT = 13A 50µs/DIV 4620 G15 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 7 LTM4620 ピン機能 （信号ピンの接続をモニタする場合はテスト・ポイントの使用を推奨します） パッケージの行と列のラベルは µModule 製品間で異なります。 各パッケージのレイアウトを確認してください。 VOUT1 （A1 ∼ A5、B1 ∼ B5、C1 ∼ C4） ：電源の出力ピン。これら のピンとGNDピンの間に出力負荷を接続します。出力デカッ プリング・コンデンサはこれらのピンとGNDピンの間に直接 配置することを推奨します。表 4を参照してください。出力電流 のガイドラインについては 「電気的特性」 のNote 8を参照して ください。 GND（A6 ∼ A7、B6 ∼ B7、D1 ∼ D4、D9 ∼ D12、E1 ∼ E4、E10 ∼ E12、F1 ∼ F3、F10 ∼ F12、G1、G3、G10、G12、H1 ∼ H7、H9 ∼ H12、J1、J5、J8、J12、K1、K5 ∼ K8、K12、L1、L12、M1、M12） ： 入力リターンと出力リターンの両方の電源グランド・ピン。 VOUT2（A8 ∼ A12、B8 ∼ B12、C9 ∼ C12） ：電源の出力ピン。こ れらのピンとGNDピンの間に出力負荷を接続します。出力デ カップリング・コンデンサはこれらのピンとGNDピンの間に直 接配置することを推奨します。表 4を参照してください。出力 電流のガイドラインについては 「電気的特性」 のNote 8を参照 してください。 VOUTS1、VOUTS2 （C5、C8） ：このピンは、各出力の内部トップ帰 還抵抗の上端に接続されています。特定の出力に直接接続す るか、 リモート検出アンプを使用する場合はDIFFOUTに接続 します。モジュールを並列で使用する構成では、VOUTS ピンの いずれか一方を、リモート検出を使用する場合はDIFFOUT ピン、リモート検出を使用しない場合は直接 VOUT ピンに接 続します。これは帰還パスであることから、これらのピンを必 ず DIFFOUTまたはVOUT のいずれかに接続することがきわめ て重要です。開放のままにすることはできません。 「アプリケー ション情報」 を参照してください。 fSET（C6） ：周波数設定ピン。このピンからは10μAの電流が供 給されます。このピンとグランドの間に接続された抵抗によっ て動作周波数をプログラムする電圧が設定されます。これに 代わる方法として、このピンをDC 電圧で駆動して動作周波数 を設定することもできます。 「アプリケーション情報」 を参照して ください。 SGND（C7、D6、G6 ∼ G7、F6 ∼ F7） ：信号グランド・ピン。すべ てのアナログ回路と低電力回路のリターン・グランド・パス。ア プリケーションでは出力コンデンサのGNDに一点接続しま す。図 22のレイアウトのガイドラインを参照してください。 VFB1、VFB2（D5、D7） ：各チャネルのエラーアンプの負入力。こ のピンは内部で60.4kΩの高精度抵抗を介してVOUTS1 また はVOUTS2 に接続されています。VFB ピンとGNDピンの間に 抵抗を追加して、異なった出力電圧をプログラムすることがで きます。PolyPhase® 動作では、VFB ピンを相互接続することに よって並列動作が可能になります。詳細は 「アプリケーション 情報」 を参照してください。 TRACK1、TRACK2（E5、D8） ： 出力電圧トラッキングおよびソ フトスタートの入力ピン。各チャネルは1.3μAのプルアップ電 流源を備えています。一方のチャネルを2つのチャネルのマス ターに設定する場合は、このピンとグランドの間のコンデンサ によってソフトスタートのランプ・レートが決まります。残りの チャネルはスレーブとして設定でき、スレーブ出力トラッキン グ・ピンには分圧器を介してマスターの出力を印加します。こ の分圧器は同時トラッキング用スレーブ出力の帰還分割器と 同じです。 「アプリケーション情報」 を参照してください。 COMP1、COMP2（E6、E7） ：各チャネルの電流制御しきい値およ びエラーアンプの補償点。電流コンパレータのしきい値はこの 制御電圧に応じて増加します。並列動作を行うにはCOMPピ ンを相互に接続します。このデバイスは内部補償されています。 DIFFP（E8） ：リモート検出アンプの正入力。このピンは、出力 電圧のリモート検出ポイントに接続します。 「アプリケーション 情報」 を参照してください。 DIFFN（E9） ：リモート検出アンプの負入力。このピンは、出力 GNDのリモート検出ポイントに接続します。 「アプリケーション 情報」 を参照してください。 MODE_PLLIN（F4） ：強制連続モード、Burst Mode 動作、また はパルス・スキップ・モードの選択ピン、および位相検出器へ の外部同期入力ピン。両方のチャネルを強制的に強制連続 モード動作に設定するには、このピンをSGNDに接続します。 パルス・スキップ・モード動作をイネーブルするにはINTVCC に 接続します。このピンをフロート状態にしておくとBurst Mode 動作がイネーブルされます。ピンにクロックを印加すると、両 チャネルが強制的に連続動作モードに設定され、印加された 外部クロックに同期します。 ヒートシンク （上面に露出した金属面） ： 上面に露出した金 属面の電位はグランドです。 4620fa 8 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LTM4620 ピン機能 （信号ピンの接続をモニタする場合はテスト・ポイントの使用を推奨します） RUN1、RUN2（F5、F9） ： 実行制御ピン。電圧が 1.25Vを上回 るとモジュールの各チャネルがオンします。RUNピンに1.25V を下回る電圧を印加すると対応するチャネルがオフします。各 RUNピンには1μAのプルアップ電流が流れ、 RUNピンが1.2V に達すると、 このプルアップ電流に更に4.5μA が加えられます。 DIFFOUT（F8） ：内部リモート検出アンプの出力。どちらの出力 チャネルでリモート検出を使用するかに応じて、VOUTS1 また はVOUTS2 のいずれかに接続します。並列動作でリモート検出 を使用する場合は、VOUTS ピンの一方をDIFFOUTピンに接 続します。 SW1、SW2（G2、G11） ：テスト目的で使われる各チャネルのス イッチング・ノード。RCスナバ・ネットワークを接続して、スイッ チ・ノードのリンギングを低減または除去することもできます。 それ以外の場合はフロート状態のままとします。 「アプリケー ション情報」 を参照してください。 PHASMD（G4） ：このピンをSGNDまたはINTVCC に接続する か、フロート状態にすることで、CLKOUTの位相をそれぞれ 60 、120 、90 に設定できます。 CLKOUT（G5） ：PHASMDピンによって位相が制御されるクロッ ク出力。このクロックによりデバイス間のマルチフェーズ動作が 可能になります。 「アプリケーション情報」 を参照してください。 ： 内蔵 5Vレギュレータの出力。制御回路と内蔵 INTVCC（H8） ゲート・ドライバはこの電圧源から電力を供給されます。こ のピンは、4.7µF、低 ESRのタンタル・コンデンサまたはセラ ミック・コンデンサを使ってPGNDにデカップリングしてくだ さい。RUN1またはRUN2のいずれかをアクティブにすると、 INTVCC が有効になります。 TEMP（J6） ：VBE 接合電圧の温度変化をモニタする内蔵温度 検出ダイオード。 「アプリケーション情報」 を参照してください。 EXTVCC（J7） ：EXTVCC が 4.7Vを上回ると、INTVCC に接続さ れたスイッチによって有効になる外部電源入力。この入力は 6Vを超えないようにしてください。また、VIN = 5Vで動作させ る場合は、このピンをVIN に接続します。効率が向上し、その 値は （VIN - INTVCC）（パワー MOSFETの駆動電流） で決ま ります。必要とされる標準電流は30mAです。VIN を印加して からEXTVCC を印加し、EXTVCC を遮断してからVIN を遮断 する必要があります。 VIN（M2∼M11、L2∼L11、J2∼J4、J9∼J11、K2∼K4、K9∼K11） ： 電源入力ピン。これらのピンとGNDピンの間に入力電圧を印 加します。入力デカップリング・コンデンサはVIN ピンとGND ピンの間に直接配置することを推奨します。 上面ヒートシンク：上面ヒートシンクの電位はグランドです。 PGOOD1、PGOOD2（G9、G8） ： 出力電圧パワーグッド・インジ ケータ。オープン・ドレインのロジック出力で、出力電圧がレ ギュレーション・ポイントの 10% 以内にないと、グランドに引 き下げられます。 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 9 LTM4620 簡略ブロック図 PGOOD1 TRACK1 VIN SS CAP VIN = 100µA VIN RT CIN1 22µF 25V 1µF GND RT TEMP MTOP1 SW1 CLKOUT 0.33µH RUN1 MODE_PLLIN VOUT1 2.2µF MBOT1 PHASMD CIN2 22µF 25V + GND VOUT1 1.5V/13A COUT1 VOUTS1 COMP1 60.4k VFB1 INTERNAL COMP SGND RFB1 40.2k POWER CONTROL PGOOD2 TRACK2 VIN INTVCC SS CAP CIN3 22µF 25V 1µF 4.7µF GND EXTVCC MTOP2 SW2 0.33µH RUN2 CIN4 22µF 25V VOUT2 2.2µF MBOT2 GND + VOUT2 1.2V/13A COUT2 VOUTS2 60.4k COMP2 fSET RfSET 121k SGND + – VFB2 RFB2 60.4k INTERNAL COMP INTERNAL FILTER DIFFOUT DIFFN DIFFP 4620 BD 図 1.LTM4620 の簡略ブロック図 デカップリングの要件 SYMBOL CIN1, CIN2 CIN3, CIN4 COUT1 COUT2 TA = 25 C。図 1 の構成を使用。 PARAMETER External Input Capacitor Requirement (VIN = 4.5V to 16V, VOUT1 = 1.5V) (VIN = 4.5V to 16V, VOUT2 = 1.2V) External Output Capacitor Requirement (VIN = 4.5V to 16V, VOUT1 = 1.5V) (VIN = 4.5V to 16V, VOUT2 = 1.2V) CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS IOUT1 = 13A IOUT2 = 13A (Note 8) 22 22 µF µF IOUT1 = 13A IOUT2 = 13A (Note 8) 300 300 µF µF 4620fa 10 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LTM4620 動作 電源モジュールの概要 LTM4620はデュアル出力の独立型非絶縁スイッチング・モー ドDC/DC 電源です。数個の入力コンデンサと出力コンデンサ、 および設定用の部品を外付けするだけで13Aの出力を2 系統 供給できます。このモジュールは、入力電圧範囲 4.5V ∼ 16V に対して、外付け抵抗によって設定可能な0.6VDC ∼ 2.5VDC の高精度で安定化された出力電圧を供給します。標準的応 用回路を図23に示します。出力電流のガイドラインについては 「電気的特性」 のNote 8を参照してください。 LTM4620は固定周波数電流モード・レギュレータと高速ス イッチングが可能な内蔵パワー MOSFETデバイスを集積化 しています。標準スイッチング周波数は500kHzです。また、 400kHz ∼ 780kHzの範囲で外部同期可能なので、スイッチン グ・ノイズに敏感なアプリケーションに対応できます。fSET ピ ンに抵抗を接続することで、 自走周波数をプログラムできます。 「アプリケーション情報」 を参照してください。 電流モード制御と内部帰還ループ補償により、LTM4620モ ジュールは、広範囲の出力コンデンサを使って （すべてセラ ミック出力コンデンサを使用する場合でも）十分に余裕のある 安定性と良好な過渡性能を達成します。 電流モード制御により、サイクルごとの高速電流制限および 過電流状態でのフォールドバック電流制限が実現されます。 内蔵されている過電圧コンパレータと低電圧コンパレータは、 出力帰還電圧がレギュレーション・ポイントの上下 10%の 範囲を外れると、オープン・ドレインのPGOOD出力を L に引 き下げます。出力電圧がレギュレーション電圧より10% 以上 高くなると、ボトムMOSFET がオンして、出力電圧をクランプ します。 トップ MOSFETはオフします。過電圧保護は、帰還電 圧を参照します。 RUNピンを1.1Vより下げると、両方のMOSFETをオフして レギュレータを強制的にシャットダウン状態に移行させます。 TRACKピンは、起動時の出力電圧のランプと電圧トラッキン グをプログラムするのに使われます。また、レギュレータのソフ トスタートにも使われます。 「アプリケーション情報」 を参照し てください。 LTM4620は内部補償され、あらゆる動作条件で安定してい ます。いくつかの動作条件での入力容量と出力容量のガイド ラインを表 4に示します。過渡解析および安定性解析用に、 LTpowerCAD™ が提供されています。V FB ピンは、グランドと の間に1 本の外付け抵抗を接続して、出力電圧の設定に使用 します。負荷の直近で、出力電圧のいずれか一方、または並 列動作の場合ならば出力電圧を、高精度で計測可能な差動 リモート検出アンプを搭載しています。 また、MODE_PLLIN、PHASMD、CLKOUTピンを使って、マ ルチフェーズ動作を簡単に利用できます。PHASMDピンを異 なったレベルにプログラムすることにより、最大 12フェーズを カスケード接続し、相互に同時に動作させることができます。 「アプリケーション情報」 を参照してください。 MODE_PLLINピンを使って選択可能なBurst Mode 動作ま たはパルス・スキップ動作により、負荷が軽い場合も高い効 率を実現できます。これらの軽負荷に対応する機能はバッテ リ動作に適しています。 「 標準的性能特性」に軽負荷動作で の効率のグラフが掲載されています。詳細については 「アプリ ケーション情報」 を参照してください。 モジュールに内蔵された温度検出ダイオードによって、モ ジュールの温度をモニタできます。詳細については 「アプリ ケーション情報」 を参照してください。 TEMPピンを使用すると、内蔵のダイオード接続 PNPトラン ジスタを使用して内部デバイス温度を監視できます。このダイ オード接続されたPNPトランジスタはモジュール内で接地され ており、シングルエンド接続のモニタ用に設計されたデバイス を使用することで、一般的な温度モニタとして使用できます。 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 11 LTM4620 アプリケーション情報 LTM4620の代表的なアプリケーション回路を図 23に示しま す。外付け部品の選択は主に最大負荷電流と出力電圧で決 まります。個々のアプリケーションに対する外付けコンデンサ の具体的な要件については、表 4を参照してください。 続されます。図 2に示すとおり、すべてのVFB ピンが共通のプ ログラミング抵抗に接続されます。 並列動作の場合、VFB ピンにはチャネルあたり最大 20nAの IFB 電流が流れます。この電流による出力電圧の誤差を低減 するには、他のVOUTS ピンもVOUT ピンに接続し、RFB 抵抗 VIN からVOUT への降圧比 も増やすことで、この電流に対する総テブナン等価抵抗を低 実現可能なVIN からVOUT への最大降圧比には、与えられた 減します。図 2の例では、VFB ピンの総テブナン等価抵抗は 入力電圧に応じた制約があります。LTM4620の各出力は98% （60.4k//R ）で 表され、1.2V出力の 場 合 R は60.4kであ FB FB のデューティ・サイクルを実現する能力がありますが、VIN から ることから、その値は30.2kになります。4フェーズを並列接続 VOUT の間には負荷電流で決まる最小ドロップアウトが発生 した場合は帰還電流が増加し、最大で4・IFB = 80nAとなるこ し、トップ側スイッチの高デューティ・サイクルに関連した出力 とから、電圧誤差は、80nA・30.2k = 2.4mVと計算されます。 電流能力を制限します。tON(MIN) < D/fSW であることから、特 図 2のようにVOUTS2 もVOUT に接続して、VFB2とグランドの 定の周波数での動作時に規定されたデューティ・サイクルで 間に60.4k 抵抗をもう1つ接続すれば、電圧誤差は1.2mVに 動作させる場合は、最小オン時間 tON(MIN) についても考慮す 改善します。電圧誤差が許容できる場合は、追加の接続は必 る必要があります。ここで、Dはデューティ・サイクル、fSW はス 要ありません。60.4kの内蔵抵抗の精度は0.5%であり、VFB イッチング周波数です。tON(MIN) は電気的パラメータで90ns 抵抗は、必要な精度に応じてユーザーが選択できます。 フェー に規定されています。出力電流のガイドラインについては 「電 ズ間の電流分担のために、COMPピンはすべて相互に接続し 気的特性」 のNote 8を参照してください。 ます。TRACKピンを相互に接続すれば、ソフトスタート・コン デンサ1 個で、レギュレータのソフトスタートを実現できます。 出力電圧のプログラミング ソフトスタートの式には、並列接続されたチャネル数に応じて PWMコントローラには0.6Vの内部リファレンス電圧があり 増加する、ソフトスタート電流のパラメータが必要です。 「出力 ます。ブロック図に示したとおり、60.4kΩの内部帰還抵抗が、 電圧トラッキング」 を参照してください。 VOUTS1とVFB1 の間、および VOUTS2とVFB2 の間に接続され ています。帰還レギュレーションを適切に動作させるには、こ れらのピンを対応する出力に接続することがきわめて重要で 4 PARALLELED OUTPUTS す。独立したレギュレータとして使用する場合、または1 個以 VOUT1 COMP1 LTM4620 FOR 1.2V AT 50A 上を並列レギュレータの一部として使用する場合に、VOUTS1 VOUT2 COMP2 やVOUTS2 ピンをフロートのままにすると、過電圧が発生する 60.4k VOUTS1 可能性があります。VFB1 またはVFB2 のどちらも、帰還抵抗な VOUTS2 OPTIONAL CONNECTION しの場合は、出力電圧がデフォルト値の0.6Vになります。VFB VFB1 ピンとGNDの間に抵抗 RFB を追加すると、出力電圧が次のよ 60.4k TRACK1 うに設定されます。 VFB2 TRACK2 VOUT 60.4k + RFB = 0.6V • RFB 表 1. 各種出力電圧に対するVFB 抵抗 VOUT RFB 0.6V Open 1.0V 90.9k 1.2V 60.4k COMP1 LTM4620 1.8V 30.2k 60.4k 2.5V 19.1k 複数チャネルの並列動作では、並列デザインにも同じ帰還設 定抵抗を使用できます。それには、図 2に示すようにVOUTS1 と出力を接続することで、内部の60.4k 抵抗の1つが出力に接 VOUT1 VOUT2 COMP2 1.5V 40.2k OPTIONAL RFB 60.4k USE TO LOWER TOTAL EQUIVALENT RESISTANCE TO LOWER IFB VOLTAGE ERROR VOUTS1 VOUTS2 VFB1 TRACK1 0.1µF TRACK2 60.4k VFB2 4620 F02 RFB 60.4k 図 2.4フェーズ並列構成 4620fa 12 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LTM4620 アプリケーション情報 入力コンデンサ 出力コンデンサ LTM4620モジュールは低 ACインピーダンスのDCソースに 接続する必要があります。RMSリップル電流に対応するため に、レギュレータの入力には22μFのセラミック・コンデンサ を4 個接続します。より大きな入力バルク容量には、47μF ∼ 100μFの表面実装アルミ電解バルク・コンデンサを使うことが できます。このバルク入力コンデンサは、長い誘導性のリード やトレースまたはソースの容量不足によって入力のソース・イ ンピーダンスが損なわれる場合にだけ必要です。低インピー ダンスの電源プレーンを使用している場合は、このバルク・コ ンデンサは不要です。 LTM4620は出力電圧リップル・ノイズを小さくし、優れたトラン ジェント応答が得られるように設計されています。COUTとして 定義されているバルク出力コンデンサは、出力電圧リップルと トランジェントの要件を満たすために、等価直列抵抗（ESR） が十分に小さいものを選択します。COUT には低 ESRのタンタ ル・コンデンサ、低 ESRのポリマー・コンデンサまたはセラミッ ク・コンデンサを使うことができます。各出力の標準的な出力 容量の範囲は200μF ∼ 470μFです。出力リップルや動的トラ ンジェント・スパイクを更に低減するために、システム設計者に よる出力フィルタの追加が必要になる場合があります。7A/μs のトランジェントでの電圧の垂下やオーバーシュートを最小 限に抑えるための、さまざまな出力電圧と出力コンデンサのマ トリックスを表 4に示します。この表では、最適のトランジェン ト性能を得るために、全等価 ESRと全バルク容量が最適化さ れています。表 4のマトリックスは安定性に対する判定基準が 考慮されています。安定性の解析にはLTpowerCADを使用 できます。マルチフェーズ動作では、位相数に応じて実効出力 リップルが低減されます。このノイズ低減と出力リップル電流 の相殺については 「アプリケーションノート77」 で解説していま すが、出力容量と安定性やトランジェント応答の関係を注意 深く検討する必要があります。LTpowerCADは、実装される 位相数をN 倍に増加させたときの、出力リップルの減少を計 算できます。10Ω ∼ 50Ωの小さな抵抗をVOUTとVOUTS ピン の間に直列に挿入することで、ボード・プロット・アナライザが 制御ループに信号を注入して、レギュレータの安定性を検証 できるようにします。同じ抵抗をVOUTとDIFFPの間に直列に 挿入しても、ボード・プロット・アナライザは制御ループに信号 を注入してレギュレータの安定性を検証できます。 降圧コンバータの場合、スイッチングのデューティ・サイクルは 次のように推定することができます。 D= VOUT VIN インダクタの電流リップルを考慮しなければ、入力コンデンサ のRMS 電流は、各出力に対して次のように概算できます。 ICIN(RMS) = IOUT(MAX) η% • D • (1− D) 上の式で、η%は電源モジュールの推定効率です。バルク・コ ンデンサは、スイッチャ定格のアルミ電解コンデンサ、またはポ リマー・コンデンサにすることができます。 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 13 LTM4620 アプリケーション情報 Burst Mode 動作 LTM4620は、パワー MOSFET が負荷要件に応じて間欠的に 動作するBurst Mode 動作を、レギュレータごとに実行できる ため、静止電流が節減されます。非常に軽い負荷での効率最 大化を重視するアプリケーションでは、Burst Mode 動作を使 用します。MODE_PLLINピンをフロートさせると、Burst Mode 動作がイネーブルされます。この動作の間、COMPピンの電 圧が低い値を示しても、インダクタのピーク電流は通常動作 における最大ピーク電流値の約 1/3に設定されます。インダク タの平均電流が負荷の要求値より大きいと、COMPピンの電 圧は下がります。COMPピンの電圧が 0.5Vを下回ると、バー スト・コンパレータがトリップし、内部のスリープ・ラインが H になって両方のパワー MOSFETをオフします。 スリープ・モードでは、内部回路は部分的にオフしており、各 出力の静止電流は約 450μAに減少します。このとき、負荷電 流は出力コンデンサから供給されます。出力電圧が低下して、 COMP が 0.5Vを超えると、内部のスリープ・ラインは L にな り、LTM4620は通常動作を再開します。次の発振器サイクル でトップ・パワー MOSFET がオンし、スイッチング・サイクルを 繰り返します。Burst Mode 動作は、両レギュレータのいずれに 対しても設定できます。 パルス・スキップ・モードの動作 低出力リップルおよび中程度の電流での高い効率が望まれる アプリケーションでは、パルス・スキップ・モードを使います。 パルス・スキップ動作により、LTM4620は低出力負荷時にサイ クルをスキップすることができるので、スイッチング損失が減 少して効率が向上します。MODE_PLLINピンをINTVCC に 接続すると、パルス・スキップ動作がイネーブルされます。軽 い負荷では、内部電流コンパレータが数サイクルにわたってト リップしたままになることがあり、トップ MOSFETを数サイクル にわたってオフする （つまり、サイクルをスキップする） ことがあ ります。このモードでは、インダクタ電流が反転せず、実効周 波数が高く保たれるため、Burst Mode 動作に比べて出力リッ プルとノイズが低減されます。パルス・スキップ・モードは、両レ ギュレータのいずれに対しても設定できます。 強制連続動作 低電流での効率より周波数固定の動作が重要で、更に出力 リップルを最小限に抑える必要があるアプリケーションでは、 強制連続動作を使います。MODE_PLLINピンをGNDに接 続すると、強制連続動作をイネーブルできます。このモード では、インダクタ電流が低出力負荷の間反転可能で、常に COMP 電圧が電流コンパレータのしきい値を制御し、トップ MOSFETは発振器のパルスごとに必ずオンします。起動時に は、LTM4620の出力電圧が安定化されるまで、強制連続モー ドがディスエーブルされ、インダクタ電流の反転が防止されま す。強制連続モードは、両レギュレータのいずれに対しても設 定できます。 マルチフェーズ動作 出力負荷が 13Aを超える電流を必要とする場合、LTM4620 の2つの出力または複数のLTM4620を並列接続した上で、 位相をずらして動作させ、入力と出力の電圧リップルを抑え たまま出力電流を増やすことができます。MODE_PLLINピ ンによってLTM4620を外部クロック （400kHz ∼ 780kHz）に 同期させることができ、内部フェーズロック・ループによって LTM4620を入力クロックの位相にロックさせることができま す。CLKOUT 信号を、次段のMODE_PLLINピンに接続し、 システム全体の周波数と位相の両方を揃えることができます。 PHASMDピンを、 INTVCCまたはSGNDに接続するか、 フロー ト状態とすると、それぞれ 120 、60 、90 の位相差（MODE_ PLLINとCLKOUT 間） を発生できます。LTM4620のチャネル ごとにPHASMDピンを異なったレベルにプログラムすること により、合計 12フェーズをカスケード接続し、相互に同時に動 作させることができます。図 3は、クロックの位相制御の設計 例として2フェーズ、4フェーズ、6フェーズの構成をPHASMD の表と併せて示したものです。 4620fa 14 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LTM4620 アプリケーション情報 2-PHASE DESIGN PHASMD FLOAT CLKOUT 0 PHASE MODE_PLLIN VOUT1 VOUT2 SGND FLOAT INTVCC CONTROLLER1 0 0 0 CONTROLLER2 180 180 240 CLKOUT 60 90 120 180 PHASE PHASMD 4-PHASE DESIGN 90 DEGREE CLKOUT 0 PHASE FLOAT CLKOUT MODE_PLLIN VOUT1 VOUT2 180 PHASE 90 PHASE FLOAT PHASMD MODE_PLLIN VOUT1 VOUT2 270 PHASE PHASMD 6-PHASE DESIGN 60 DEGREE 60 DEGREE CLKOUT 0 PHASE SGND CLKOUT MODE_PLLIN VOUT1 PHASMD VOUT2 180 PHASE 60 PHASE SGND CLKOUT MODE_PLLIN VOUT1 VOUT2 240 PHASE PHASMD 120 PHASE FLOAT MODE_PLLIN VOUT1 VOUT2 300 PHASE PHASMD 4620 F03 図 3.2フェーズ、4フェーズ、6フェーズ動作の例（PHASMD の表を併記） マルチフェーズ電源では、入力と出力のどちらのコンデンサの リップル電流の量も大幅に減少します。RMS 入力リップル電 流は使用する位相数が増えると低減され、実効リップル周波 数は位相数倍されます （入力電圧が、使用される位相数 出 力電圧より大きいと仮定）。すべての出力を互いに接続した高 電流のシングル出力デザインでは、使用する位相数によって 出力リップルの振幅を低減することができます。 LTM4620は本来、電流モードで制御されるデバイスであるた め、並列モジュールでは優れた電流分担特性を示し、デザイ ンの発熱バランスがよくなります。図 26に、並列動作とピン接 続の例を示します。 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 15 LTM4620 アプリケーション情報 入力 RMSリップル電流の相殺 マルチフェーズ動作は 「アプリケーションノート77」 で詳細に説 明されています。入力RMSリップル電流の相殺を数学的に導 出し、RMSリップル電流の減少を、インタリーブされた位相の 数の関数として表したグラフを掲載しています。図 4に、そのグ ラフを再録します。 周波数の選択とフェーズロック・ループ （MODE_PLLINピンとfSET ピン） LTM4620デバイスは、電力変換効率を高めるために、広い周 波数範囲で動作します。出力電圧が低い場合、またはデュー ティ・サイクルが小さい場合は、低い周波数で動作させてパ ワー MOSFETのスイッチング損失を減らし、効率を高めるこ とを推奨します。出力電圧が高い場合、またはデューティ・サイ クルが大きい場合は、高い周波数で動作させることでインダク タのリップル電流を抑えられます。そのような条件で選択すべ き動作周波数は、効率のグラフに示されています。 0.60 1-PHASE 2-PHASE 3-PHASE 4-PHASE 6-PHASE 0.55 0.50 RMS INPUT RIPPLE CURRENT DC LOAD CURRENT 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 DUTY CYCLE (VOUT/VIN) 4620 F04 図 4.DC 負荷電流に対する入力 RMS 電流の比率のデューティ・サイクル依存性 4620fa 16 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LTM4620 アプリケーション情報 最小オン時間 900 最小オン時間 tON は、LTM4620 がいずれかのチャネルのトッ プ MOSFETをオンすることができる最小時間です。これは内 部タイミング遅延とトップMOSFETをオンするのに必要なゲー ト電荷の量によって決まります。低デューティ・サイクルのアプ リケーションでは、この最小オン時間のリミットに接近する可 能性があるので、以下の点に注意が必要です。 800 FREQUENCY (kHz) 700 600 500 400 300 VOUT > tON(MIN) VIN • FREQ 200 100 0 0 0.5 1 1.5 fSET PIN VOLTAGE (V) 2 2.5 4620 F05 図 5. 動作周波数の fSET ピン電圧依存性 LTM4620のスイッチング周波数は、fSET ピンとSGND 間の外 付け抵抗によって設定できます。高精度の10μA 電流源から 抵抗に供給される電流が周波数をプログラムする電圧を設定 します。DC 電圧を直接印加して設定することもできます。図 5 にプログラム電圧に対する周波数設定のグラフを示します。周 波 数 範 囲 400kHz ∼ 780kHzについては、MODE_PLLINピ ンに0V からINTVCC の外部クロックを入力することもできま す。クロック入力のHigh 側しきい値は1.6V、Low 側しきい値 は1Vです。LTM4620はPLLループ・フィルタの部品を内蔵し ています。外部クロックにロックするまでの初期スイッチング周 波数を設定するために、周波数設定抵抗は必ず接続してくだ さい。両レギュレータは、外部クロックによる駆動中、連続モー ドで動作します。 PLL 位相検出器の出力は、内部フィルタ・ネットワークを充放 電する1 対の相補型電流源です。外部クロックを印加する場 合、fSET 周波数抵抗は内部スイッチによって切り離され、入力 される外部クロックにロックするための周波数調整は電流源 によって制御されます。外部クロックが印加されないと、内部 スイッチがオンになり、外付けのfSET 周波数設定抵抗が接続 されて自走動作になります。 デューティ・サイクルが最小オン時間で対応可能な値より低く なると、コントローラはサイクル・スキップを開始します。出力電 圧は引き続き安定化されますが、出力リップルが増加します。 トップ MOSFETのオン時間は、スイッチング周波数を低くする と増加します。経験則から、オン時間は110nsよりも長くするこ とを推奨します。 出力電圧のトラッキング 出力電圧のトラッキングはTRACKピンを使って外部よりプ ログラムできます。出力を別のレギュレータによってトラッキン グアップおよびトラッキングダウンさせることができます。マス ター・レギュレータの出力は、スレーブ・レギュレータの帰還分 割器と同じ外部抵抗分割器によって分割され、同時トラッキ ングを実装します。LTM4620は、各チャネルにトップ帰還抵抗 用として60.4kの高精度抵抗を内蔵しています。同時トラッキ ングの例を図 6に示します。 ⎛ 60.4k ⎞ SLAVE = ⎜ 1+ • VTRACK RTA ⎟⎠ ⎝ VTRACK はスレーブのトラック・ピンに印加するトラック・ランプ です。VTRACK の制御範囲は0V ∼ 0.6V（内部リファレンスの 電圧） です。スレーブの出力を設定するのに使われる抵抗値と 同じ値でマスターの出力が分圧されると、スレーブはその最 終値に達するまでマスターを同時トラッキングします。マスター はスレーブのレギュレーション・ポイントからその最終値まで 上昇を続けます。VTRACK が 0.6Vを超えると、電圧トラッキン グがディスエーブルされます。同時トラッキングの場合、図 6の RTA はRFB に等しくなります。同時トラッキングの波形を図 7に 示します。 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 17 LTM4620 アプリケーション情報 INTVCC C10 4.7µF R2 10k PGOOD MODE_PLLIN 7V TO 16V INTERMEDIATE BUS C4 22µF 25V R1* 10k C3 22µF 25V C2 22µF 25V C1 22µF 25V R6 10k CLKOUT INTVCC EXTVCC SW1 TEMP CSS 0.1µF VFB2 LTM4620 COMP2 TRACK2 1.5V RTA 60.4k VOUTS2 VOUT2 f SET R4 121k RFB 60.4k COMP1 TRACK1 RTB 60.4k VOUT1 1.5V AT 13A PGOOD2 GND DIFFP DIFFN DIFFOUT 40.2k SLAVE SW2 PGOOD PHASMD SGND C8 470µF 6.3V VFB1 RUN2 MASTER C6 100µF 6.3V VOUTS1 RUN1 D1* 5.1V ZENER PGOOD1 VOUT1 VIN C5 100µF 6.3V C7 470µF 6.3V VOUT2 1.2V AT 13A INTVCC R9 10k RAMP TIME tSOFTSTART = (CSS /1.3µA) • 0.6V * PULL-UP RESISTOR AND ZENER ARE OPTIONAL. 4620 F06 図 6. 出力トラッキング・アプリケーション回路の例 OUTPUT VOLTAGE MASTER OUTPUT SLAVE OUTPUT TIME 4620 F07 図 7. 出力同時トラッキングの波形 4620fa 18 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LTM4620 アプリケーション情報 レギュレータのTRACKピンは、グランドとの間に接続した コンデンサによって制御できます。TRACKピンは、1.3μAの 電流源によってリファレンス電圧まで充電され、更に最大 INTVCC まで電圧が高くなります。0.6Vまでランプアップした 後は、TRACKピンに対する制御は解除され、内部電圧リファ レンスが帰還分圧器を介して出力レギュレーションを制御し ます。 トラッキングまたはソフトスタートに含まれる上記のシー ケンス実行中は、フォールドバック電流制限はディスエーブル されます。RUNピンが 1.2Vを下回ると、TRACKピンはLow に引き下げられます。合計ソフトスタート時間は次のように計 算できます。 tSOFT-START ⎛ C ⎞ = ⎜ SS ⎟ • 0.6V ⎝ 1.3µA ⎠ MODE_PLLINピンで 選 択 され たモ ードには 関 係 なく、 TRACK = 0.5Vまではレギュレータ・チャネルが常にパルス・ スキップ・モードで起動します。TRACK = 0.5V ∼ 0.54Vでは 強制連続モードで動作し、TRACK > 0.54Vになると選択され たモードに復帰します。LTM4620は、定常状態の動作に移行 すると、 もう一方のチャネルをトラックするために、VFB が0.54V を下回った時点で、MODE_PLLINピンの設定に関係なく、 強制的に連続モード動作に切り替わります。 レシオメトリック・トラッキングはいくつかの簡単な計算とマス ターのTRACKピンに与えられるスルーレートの値によって達 成することができます。前述のとおり、TRACKピンの制御範 囲は0V ∼ 0.6Vです。マスターのTRACKピンのスルーレート はボルト/ 時間で表したマスターの出力スルーレートにそのま ま等しくなります。式は次のようになります。 MR • 60.4k = RTB SR ここで、MRはボルト/ 時間で表したマスターの出力スルーレー ト、SRはスレーブの出力スルーレートです。同時トラッキング が必要な場合には、MRとSR が等しくなるのでRTB は60.4k に等しくなります。RTA は次式から求められます。 RTA = 0.6V VFB VTRACK VFB + − 60.4k RFB RTB ここで、VFB はレギュレータの 帰 還 電 圧リファレンスで、 VTRACK は0.6Vです。RTB はスルーレートが等しい （つまり同 時トラッキング時の） スレーブ・レギュレータの60.4kのトップ 帰還抵抗に等しいので、VFB = VTRACK のとき、RTA はRFB に 等しくなります。したがって、図 6のRTB = 60.4k、RTA = 60.4k になります。 レシオメトリック・トラッキングでは、スレーブ・レギュレータに 異なるスルーレートが必要になる可能性があります。SR が MRより低いときのRTB を求めることができます。マスターの出 力より前にスレーブの出力電圧がその最終値に達するように、 十分速いスレーブ電源のスルーレートが選択されていること を確認してください。 例えば、MR = 1.5V/1ms、およびSR = 1.2V/1msとした場合、 RTB = 76.8kになります。RTAについて解くと、49.9kが得られます。 各 TRACKピンは、その特定のチャネルのトラッキングを抵抗 分割器によって実装している場合、1.3µAの電流源をオンしま す。このため、TRACKピン入力にオフセットが生じます。上式 で計算した抵抗値と比が同じで、値がもっと小さな抵抗を使 うことができます。例えば、60.4k が使われている場合、6.04k を使ってTRACKピンのオフセットを無視できる値に下げるこ とができます。 パワーグッド PGOODピンはオープン・ドレインのピンで、有効な出力電圧 レギュレーションをモニタするのに使うことができます。このピ ンはレギュレーション・ポイントの上下 10%の範囲をモニタ します。モニタ用の抵抗を、最大 6Vを超えない特定の電源電 圧でプルアップできます。 安定性補償 モジュールはあらゆる出力電圧に対して内部で補償済み です。ほとんどのアプリケーションの要件に対して表 4 が与 えられています。制御ループに対するその他の最適化には LTpowerCADを使用できます。 実行イネーブル RUNピンは、最大 1.4V、代表値 1.25Vのイネーブルしきい値 を持ち、150mVのヒステリシスが付加されています。各チャネ ルとINTVCC のターンオンを制御します。5V 動作の場合、こ れらのピンはVIN にプルアップすることができます。入力が 5V を超える場合は、5Vのツェナー・ダイオードと10k ∼ 100kの 抵抗を接続してチャネルをイネーブルできます。RUNピンは、 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 19 LTM4620 アプリケーション情報 出力電圧のシーケンス制御にも使用できます。並列動作で は、RUNピンを相互に接続して1つの信号で制御できます。 図 23の 「標準的応用回路」 を参照してください。 INTVCC とEXTVCC LTM4620モジュールは、入力電圧から5Vを発生する、低ド ロップアウトレギュレータを内蔵しています。このレギュレータ は制御回路とパワー MOSFETのドライバの電源として使われ ます。最大 70mAを供給でき、通常は∼ 30mAの消費電流に よって最大周波数で動作するデバイスに給電します。この内 部 5V 電源は、RUN1またはRUN2のいずれかによってイネー ブルされます。 EXTVCC を使用すると、LTM4620に外部 5V 電源から電力を 供給できるため、内蔵低ドロップアウト5Vレギュレータによる 電力損失を低減できます。電力損失の節減量は次式で計算 することができます。 (VIN – 5V)・30mA = PLOSS EXTVCC には、アクティブ化するために4.7Vのしきい値があ り、最大定格は6Vです。入力が 5Vの場合、これをEXTVCC に接続してゲート駆動レベルを5Vに維持することも可能です。 EXTVCC はVINより後にオンさせ、VIN より前にオフさせる必 要があります。 差動リモート検出アンプ 離れた負荷ポイントで低い出力電圧を正確に検出するため に、高精度の差動リモート検出アンプを搭載しています。大 電流の負荷には特に役立ちます。アンプは、2つのチャネルの いずれか一方、または並列構成のシングル出力に対して使用 できます。DIFFPとDIFFNを出力に、DIFFOUTをVOUTS1 ま たはVOUTS2 のいずれかに適切に接続することが重要です。 並列動作の場合は、DIFFPとDIFFNを出力に、DIFFOUTを VOUTS ピンのいずれか一方に適切に接続します。図 24の並 列構成の回路図と、図 2を参照してください。 SWピン 通常、SWピンはテスト時のモニタリング目的で使用します。ま た、スイッチング動作する電流パスのLC 寄生素子によって発 生する、スイッチ・ノード・リンギングを減衰させる目的でも使 用します。これには通常、スナバ回路と呼ばれる直列 RC 回路 を使用します。抵抗が共振を減衰させ、コンデンサには、抵抗 両端の高周波リンギングだけに作用する値を選択します。浮 遊インダクタンスまたは容量を測定できる場合、または近似値 が既知の場合は、スナバ回路の値を選択するのにある程度解 析的な手法を適用できます。通常は、インダクタンスの方が予 測が容易です。電源パスのボード・インダクタンスとMOSFET インターコネクトのボンディング・ワイヤのインダクタンスを組 み合わせた値になります。 はじめに、高帯域幅のオシロスコープと高周波のプローブに よってSWピンをモニタします。これによって、その回路定数で のリンギング周波数を測定できます。周波数から、次式によっ てインピーダンスZを計算できます。 Z(L) = 2πfL, ここで、fはリンギングの共振周波数、Lはスイッチング・パスの 寄生インダクタンスの合計値です。この式のZに等しい抵抗を 選べば、 リンギングは減衰するはずです。スナバのコンデンサの 値は、インピーダンスがリンギング周波数における抵抗に等し くなるように選択されます。次式から求めます。Z(C) = 1/(2πfC). これらの値は、検討を始める初期値として妥当です。最小限 の電力損失でリンギングを減衰できるように、これらの部品の 値は変更する必要があります。 温度のモニタリング （TEMP） ダイオード接続されたPNPトランジスタは、全温度範囲にわ たってその電圧を測定することにより、温度モニタとして使用 されます。このダイオードの温度依存性は、次の式によって理 解することができます。 D = nVTIn ID IS , ここでVT は熱電圧（kT/q）、nは理想係数であり、LTM4620に 使用されている2 個のダイオード接続 PNPトランジスタのnの 値は1です。ID は指数関数的な温度依存性を有するので、IS は次に示す標準的な経験式で表すことができます。 IS = I0 exp (–VG0/VT), ここで、IO はプロセスおよび形状に依存する電流（通常、IO は室温においてIS よりも約 20 桁大きい値を取るので、IO は ID の標準値よりもかなり大きくなります）、VGO は絶対零度 （–273 C）に外 挿された1.2Vのバンドギャップ 電 圧です。 100µAの電流源でバイアスされたダイオード接続 PNPトラン ジスタのダイオード温度特性のグラフを図 8に示します。この グラフを左側に延長すれば –273℃で1.2Vに帰着しますが、 4620fa 20 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LTM4620 アプリケーション情報 テスト・システムの限界により、–55℃で終わっています。 VD = VG0 – Kt I0 kT ln ,V = q ID T q この式から、PNPに接続されたダイオードの接合部電圧は、仮 にIO が一定であれば、絶対零度における1.2Vの VGO 値から 温度の上昇に伴って直線的に低下することが分かります。 TEMP PIN DIODE VOLTAGE (V) ここでIS の式をVD の式に代入すると、次の式が得られます。 0.8 ここで、 この式を温度Tに関して微分すると、次のようになります。 dVD = – ( VG0 – VD) / T dT dVD This dT このdVD/dT 項は一般的に− 2mV/ Cにほぼ等しい温度係数 です。この式は1 次導関数に対して簡約されています。 これをTについて解くと、T = − (VGO − VD)/(dVD/dT) から 温度が得られます。 例 1：図 8において、27°Cつまり300Kに対するダイオード電圧 は0.598Vです。したがって、300K = － (1200mV － 598mV)/ － 2.0 mV/°C ) 例 2：図 8において、75°Cつまり350Kに対するダイオード電圧 は0.50Vです。 したがって、350K = －(1200mV－500mV)/－2.0 mV/°C ) ケルビンを摂氏に変換する場合は、ケルビンの温度値から 273を減じるだけで摂氏の温度値が得られます。 標準順方向電圧はデータシートの電気的特性の項に記載 されており、図 8はこの順方向電圧をプロットしたものです。 27 Cにおけるこの順方向電圧を測定して、基準点を設定しま す。次に、全温度範囲にわたる順方向電圧を測定する一方で 上の式を使用すれば、一般的な温度モニタを行うことができ ます。 ID = 100µA 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 –50 –25 50 25 0 75 TEMPERATURE (°C) 100 125 4620 F08 図 8.ダイオードの電圧 VD の温度 T（ºC）依存性 ダイオード接続されたPNPトランジスタを抵抗によってVIN に プルアップして電流を100µAに設定することで、このダイオー ド接続トランジスタをダイオードの電圧降下の温度依存性に 基づく一般的な温度モニタとして使用できます。例については 図 24を参照してください。 熱に関する検討事項と出力電流のディレーティング データシートの 「ピン配置」に記載された熱抵抗は、JESD 51-12に定義されたパラメータに準拠しています。これらのパ ラメータは、有限要素解析（FEA） ソフトウェアのモデリング・ ツールでの使用を意図したものです。モデリング・ツールで は、JESD 51-9（ Test Boards for Area Array Surface Mount Package Thermal Measurements ）によって定義されたハー ドウェア・テストボードにμModule パッケージを実装して行 われたハードウェア評価で得られた熱的モデリング、シミュ レーション、相関の結果を使用します。これらの熱係数を示す 意 図 は、JESD 51-12の Guidelines for Reporting and Using Electronic Package Thermal Information に示されています。 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 21 LTM4620 アプリケーション情報 多くの設計者は、さまざまな電気的および環境的動作条件で 動作する実際のアプリケーションにおけるμModuleレギュレー タの熱性能を予測するのに、実験室の装置およびデモボード のようなテスト手段の使用を選択して、FEAの作業を補強で きます。FEAソフトウェアを使用しない場合、 「ピン配置」 に記 載された熱抵抗は、それだけでは熱性能のガイダンスにはな りません。むしろ、データシートに示されたディレーティング曲 線を使った方が、アプリケーションへの適用方法に沿った洞 察とガイダンスを得られ、特定のアプリケーションにおける熱 性能との相関に適合させることができます。 「ピン配置」には、JESD 51-12に明示的に定義された4つの 熱係数が記載されています。以下に、これらの係数の定義の 引用または説明を示します。 1. θJA（接合部から周囲までの熱抵抗） は、1 立方フィートの 密閉された筐体内で測定された、接合部から自然対流す る周囲の空気までの熱抵抗です。この環境は、自然対流に より空気が移動しますが、 「静止空気」 と呼ばれることがあ ります。この値は、JESD 51-9で定義されているテストボー ドに実装したデバイスを使って決定されます。このテスト ボードは実際のアプリケーションまたは実現可能な動作 条件を反映するものではありません。 2. θJCbottom（接合部から製品のケースの底部までの熱抵抗） は、パッケージの底部を通って流れ出す部品の全電力損 失によって決まります。標準的なμModuleでは、熱の大半 がパッケージの底面から流出しますが、周囲の環境への熱 の流出が必ず発生します。その結果、この熱抵抗値はパッ ケージの比較には役立ちますが、このテスト条件は一般に ユーザーのアプリケーションに合致しません。 3. θJCtop（接合部から製品のケースの頂部までの熱抵抗） は、 部品のほぼ全電力損失がパッケージの頂部を通って流れ 出す状態で決定されます。標準的 μModuleの電気的接続 はパッケージの底部なので、接合部からデバイスの頂部に 熱の大半が流れるようにアプリケーションが動作すること は稀です。θJCbottom の場合のように、 この値はパッケージの 比較には役立ちますが、このテスト条件は一般にユーザー のアプリケーションに合致しません。 4. θJB（接合部からプリント回路基板までの熱抵抗） は、熱の 大部分が μModuleの底部を通って基板に流れ出すときの 接合部から基板までの熱抵抗であり、実際には、θJCbottom と、デバイスの底部から半田接合部を通り、基板の一部ま での熱抵抗の和です。基板の温度は、両面の2 層基板を 使って、パッケージからの規定された距離で測定されます。 この基板はJESD 51-9に記述されています。 前述の熱抵抗を図式化したものが図 9です。青色で示された 部分はμModuleレギュレータ内部の熱抵抗、緑色で示された 部分はμModule パッケージの外部に存在する熱抵抗です。 実際には、JESD 51-12または 「ピン配置」で定義されている 4 種類の熱抵抗パラメータの個々のものまたはサブグループ は、μModuleレギュレータの通常の動作条件を再現または表 現するものではないことに注意してください。例えば、基板に 実装された通常のアプリケーションでは、標準規格が θJCtop および θJCbottom をそれぞれ定義しているように、デバイスの全 電力損失（熱） の100% がパッケージの頂部だけを通って、ま たは底部だけを通って熱的に伝わることは決してありません。 実際には、電力損失は熱的にパッケージの両面へと放出され ます。確かに、ヒートシンクまたはエアフローがなければ、熱 流の大部分は基板へと流れます。 LTM4620の内部では、電力損失を生じる複数のパワー・デバ イスや部品が存在し、その結果、部品やダイの異なる接合部 を基準にした熱抵抗は、パッケージの全電力損失に対して正 確にリニアではないことに注意してください。この複雑さを （モ デリングの簡単さを犠牲にすることなく、しかも実用的な現実 性を無視せずに）調和させるため、制御された環境室でのラ ボ・テストとともにFEAソフトウェア・モデリングを使うアプロー チが取られ、このデータシートで与えられている熱抵抗値の 定義と相関が得られました。 （1） はじめに、FEAソフトウェアに 4620fa 22 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LTM4620 アプリケーション情報 よってLTM4620と指定のPCBの機械的形状モデルを、正確 な材料係数と正確な電力損失源の定義とともに、高い精度で 構築しました。 （2） このモデルによって、JESD 51-12に準拠し たソフトウェア定義のJEDEC 環境をシミュレートして、さまざ まな界面における電力損失熱流と温度測定値を予測します。 その値からJEDEC 定義の熱抵抗値を計算できます。 （3） モデ ルとFEAソフトウェアを使ってヒートシンクとエアフローがあ る場合のLTM4620の熱性能を評価します。 （4） これらの熱抵 抗値を計算、解析し、ソフトウェア・モデル内でさまざまな動 作条件によるシミュレーションを行った上で、これを再現する 徹底した評価実験を実施します。具体的には、制御環境チャ ンバ内で、シミュレーションと同じ電力損失でデバイスを動作 させながら、熱電対を使って温度を測定します。このプロセス と必要な作業の結果、このデータシートの別のセクションに 示されているディレーティング曲線が得られました。これらの 実験室での評価を行ってからθJBとθBA を合計すると、適切 な環境のチャンバ内におけるエアフローおよびヒートシンクな しのLTM4620モデルと、きわめてよい相関が得られました。こ 「ピン配置」 に示されており、エアフローや のθJB + θBA の値は 頂部に実装したヒートシンクがない状態では、電力損失のほ ぼ 100% が接合部から基板を通って周囲に流れるので、この 値はθJA の値に正確に等しくなります。熱特性はシステムごと に異なるため、特定のシステムに対してユーザーが熱解析を 実施する必要があります。 LTM4620は、パッケージの上下両面から効率的に放熱でき るように設計されています。下面の基板材料はプリント回路基 板への熱抵抗がきわめて低く、上面の露出金属面はパワー・ デバイスとパワー・インダクタに熱的に接しています。エアフ ローへの良好な放熱が可能な外付けのヒートシンクをデバイ スの上面に取り付けることができます。基本的に、電力損失を 伴うデバイスは、すべてが基板または露出金属上面に直接実 装されます。これによって、熱を逃がす熱抵抗の低い経路が 2 つ確保できます。 JUNCTION-TO-AMBIENT RESISTANCE (JESD 51-9 DEFINED BOARD) JUNCTION-TO-CASE (TOP) RESISTANCE JUNCTION CASE (TOP)-TO-AMBIENT RESISTANCE JUNCTION-TO-BOARD RESISTANCE JUNCTION-TO-CASE CASE (BOTTOM)-TO-BOARD (BOTTOM) RESISTANCE RESISTANCE AMBIENT BOARD-TO-AMBIENT RESISTANCE 4620 F10 µMODULE DEVICE 図 9.JESD51-12 の熱係数の図解 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 23 LTM4620 アプリケーション情報 図 10に、モデルによるLTM4620の温度プロットを示します。 内部電力損失 4.7Wで動作するLTM4620にBGAヒートシン クを取り付け、200LFMのエアフローで冷却した場合の特性 です。 効率 86%で動作する並列接続の1.2V/26Aのデザインの場合 も、これらのプロットと同じ特性が得られます。 図 11は、内部電力損失 4.7Wで動作するLTM4620にヒート シンクも200LFMのエアフローも適用しない場合の特性です。 LTM4620モジュールではVINとVOUT の間が絶縁されていま せん。内部にヒューズはありません。必要に応じて、最大入力 電流の2 倍の定格の低速溶断ヒューズを使って各ユニットを 致命的損傷から保護してください。 図 10.12V 入力、1.2V/26A 出力の LTM4620、 200LFM のエアフロー、外部ヒートシンクあり 安全性に関する検討事項 内蔵トップ MOSFETの障害による過電圧状態の間、レギュ レータへの電流を制限するために、ヒューズまたは回路ブ レーカを選定してください。内蔵トップ MOSFETに障害が発 生した場合、これをターンオフするだけでは過電圧は解消さ れません。このため、内蔵ボトムMOSFET がオンしつづけて 負荷の保護を試みます。このようなフォルト条件では、障害が 発生した内部トップ MOSFETとイネーブルされた内部ボトム MOSFETを通して、入力電圧源からグランドにきわめて大き な電流が流れます。この電流によって、入力電圧源がこのシ ステムに供給できる電力量に応じて、過剰な熱が発生したり、 ボードに損傷を与えたりします。このような状況に対する2 次 的なフォルト保護として、ヒューズまたは回路ブレーカを使用 できます。 デバイスも過電流保護機能を備えています。内部温度をモニ タする温度検出ダイオードを搭載しているため、これを使って RUNピン制御によるサーマル・シャットダウンが必要であるか どうかを検出できます。 電力ディレーティング 図 11.12V 入力、1.2V/26A 出力の LTM4620、 200LFM のエアフロー、外部ヒートシンクなし 図 12と図 13の1.0Vと2.5Vの電力損失曲線を図 14 ∼図 21 の負荷電流ディレーティング曲線とともに使って、さまざまな ヒートシンクおよびエアフロー条件でのLTM4620のおおよそ のθJA 熱抵抗を計算することができます。電力損失曲線を室 温で測定し、その値を125 Cでは倍率 1.35 ∼ 1.4で増加させ ます。この値の増加は、レギュレータの電力損失が 25 C から 150 Cで約 45% 増加することが原因です。50%の変化を温度 差 125 Cに均等に振り分ければ、損失の増加は∼ 0.35%/ C になります。最大接合部温度の125 C から室温の25 Cを引く 4620fa 24 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LTM4620 アプリケーション情報 と、温度増は100 Cです。この100 Cの温度増に0.35%/ Cを 掛けると、125 Cの接合部では損失が 35% 増大することにな り、ここから倍率の1.35 が得られます。 ディレーティング曲線は、VOUT1とVOUT2 を並列接続したシン グル出力動作を、負荷電流 26A から測定しはじめます。周囲 温度は常温です。出力電圧は1.0Vと2.5Vです。これらの電圧 は熱抵抗との相関を取るため、低い方と高い方の出力電圧範 囲を含むように選択されています。サーマルモデルは恒温室 を使ったいくつかの温度測定とサーマルモデル解析から得ら れます。 エアフローありとエアフローなしの条件で周囲温度を上げな がら接合部温度をモニタします。周囲温度の変化による電力 損失の増加はディレーティング曲線に加味されています。周囲 温度を上げながら、他方、出力電流つまり電力は減らして、接 合部温度を最大∼ 120 Cに維持します。周囲温度を上げなが ら出力電流を減らすと、 内部モジュールの損失が減少します。 モニタされた120 Cの接合部温度から周囲動作温度を差し 引いた値は、どれだけのモジュール温度の上昇を許容できる かを規定します。図 14の例では、エアフローやヒートシンクな しで約 80 Cのとき負荷電流が約 19Aにディレーティングされ、 12V から1.0V/19A出力の電力損失は5.1Wです。5.1Wの損 失は、12V から1.0V への19Aでの電力損失曲線から得られ る約 3.75Wの室温での損失、および 125 Cの周囲温度での 1.35の増加係数を使って計算されます。120 Cの接合部温度 から80 Cの周囲温度を差し引き、その差の40 Cを5.1Wで割 ると7.8 C/Wの熱抵抗 θJA が得られます。表 2はこれと非常に 近い6.5 ∼ 7 C/Wの値を規定しています。エアフローありのグ ラフは、これより更に正確です。周囲温度環境が、エアフロー によってより適切に管理されているためです。図 15の例から は、200LFMのエアフローのもとで∼ 90 Cのとき負荷電流 が∼ 22Aにディレーティングされ、12V から1.0V/22A出力の 電力損失は5.94Wであることがわかります。 5.94Wの損失は、12V 入力、1.0V/22A出力での電力損失曲 線から得られる約 4.4Wの室温での損失、および 125 Cの周 囲温度での1.35の増加係数を使って計算されます。120 Cの 接合部温度から90 Cの周囲温度を差し引き、その差の30 C を5.94Wで割ると5.1 C/Wの熱抵抗 θJA が得られます。表 2 はこれと非常に近い5.5 C/Wの値を規定しています。表 2と 表 3にエアフローとヒートシンクのありとなしの1.0V出力と 2.5V出力の等価熱抵抗を示します。 さまざまな条件で得られた表 2と表 3の熱抵抗に、周囲温度 の関数として計算された電力損失を掛けて、周囲温度を超え る温度上昇（したがって最大接合部温度） を求めることができ ます。室温での電力損失は効率曲線から求め、上記の周囲温 度の増加係数を使って調整することができます。プリント回路 基板は1.6mm 厚の4 層構造で、外側 2 層には2オンス銅箔、 内側 2 層には1オンス銅箔を使用しています。PCBの寸法は 101mm 114mmです。BGAヒートシンクを表 3に示します。 レイアウトのチェックリスト/ 例 LTM4620は高度に集積化されているため、PCB 基板レイアウト が非常に簡単です。ただし、電気的性能と熱的性能を最適化す るにはいくつかのレイアウト上の配慮が依然として必要です。 • VIN、GND、VOUT1、VOUT2 を含む高電流経路にはPCB 銅 箔面積を広く確保します。PCBの導通損失と熱ストレスを 最小に抑えるのに役立ちます。 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 25 LTM4620 アプリケーション情報 表 2.1.0V 出力 ディレーティング曲線 図 14、15 図 14、15 図 14、15 図 16、17 図 16、17 図 16、17 VIN（V） 5、12 5、12 5、12 5、12 5、12 5、12 電力損失曲線 図 12 図 12 図 12 図 12 図 12 図 12 エアフロー（LFM） 0 200 400 0 200 400 ヒートシンク なし なし なし BGAヒートシンク BGAヒートシンク BGAヒートシンク LGA ΘJA（ C/W） 6.5 ～ 7 5.5 5 6.5 5 4 BGA ΘJA（ C/W） 6.5 ～ 7 5.5 5 6.5 5 4 VIN（V） 5、12 5、12 5、12 5、12 5、12 5、12 電力損失曲線 図 13 図 13 図 13 図 13 図 13 図 13 エアフロー（LFM） 0 200 400 0 200 400 ヒートシンク なし なし なし BGAヒートシンク BGAヒートシンク BGAヒートシンク LGA ΘJA（ C/W） 6.5 ～ 7 5.5 ～ 6 4.5 6.5 ～ 7 4 3.5 BGA ΘJA（ C/W） 6.5 ～ 7 5.5 ～ 6 4.5 6.5 ～ 7 4 3.5 表 3．2.5V 出力 ディレーティング曲線 図 18、19 図 18、19 図 18、19 図 20、21 図 20、21 図 20、21 ヒートシンクのメーカー Aavid Thermalloy Cool Innovations 製品番号 Webサイト 375424B00034G 4-050503P ～ 4-050508P www.aavid.com www.coolinnovations.com 4620fa 26 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LTM4620 アプリケーション情報 表 4. 出力電圧応答と部品のマトリックス （図 23を参照）、0A から7A への負荷ステップ時の標準的測定値 メーカー TDK、COUT1、セラミック Murata、COUT1、セラミック AVX、COUT1、セラミック Sanyo POSCAP、COUT2、バルク Sanyo POSCAP、COUT2、バルク Sanyo、CIN、バルク 値 100µF 6.3V 100µF 6.3V 100µF 6.3V 製品番号 C4532X5R0J107MZ GRM32ER60J107M 18126D107MAT 470µF 4V 4TPF470ML 470µF 6.3V 6TPD470M 56µF 25V 25SVP56M VOUT CIN COUT1 COUT2 CBOT CCOMP CIN CFF (pF) (pF) (V) （セラミック） （バルク）**（セラミック）（バルク） (pF) 1 22µF × 3 56µF 100µF 470µF × 2 100 なし なし 1 22µF × 3 56µF 100µF 470µF × 2 100 なし なし 1 22µF × 3 56µF 100µF × 3 470µF × 2 100 なし なし 1 22µF × 3 56µF 100µF × 3 470µF × 2 100 なし なし 1.2 22µF × 3 56µF 100µF × 3 470µF × 2 100 なし なし 1.2 22µF × 3 56µF 100µF × 3 470µF × 2 100 なし なし 1.2 22µF × 3 56µF 100µF 470µF × 2 100 なし なし 1.2 22µF × 3 56µF 100µF 470µF × 2 100 なし なし 1.5 22µF × 3 56µF 100µF 470µF × 2 100 なし なし 1.5 22µF × 3 56µF 100µF 470µF × 2 100 なし なし 1.8 22µF × 3 56µF 100µF 470µF 100 なし なし 1.8 22µF × 3 56µF 100µF 470µF 100 なし なし 1.8 22µF × 3 56µF 100µF × 3 None 150 なし なし 1.8 22µF × 3 56µF 100µF × 3 None 150 なし なし 2.5 22µF × 3 56µF 100µF × 3 None 220 なし なし 2.5 22µF × 3 56µF 100µF × 3 None 220 なし なし 2.5 22µF × 3 56µF 100µF 470µF 150 なし なし 2.5 22µF × 3 56µF 100µF 470µF 150 なし なし **VIN の入力インピーダンスが非常に低い場合のバルク容量はオプションです。 VIN (V) 5 12 5 12 5 12 5 12 5 12 5 12 5 12 5 12 5 12 7A負荷 DROOP ステップ時の 回復時間 (mV) P-P変動(mV) (µs) 65 130 30 65 130 30 60 120 30 60 120 30 65 130 30 65 130 30 68 136 35 68 136 30 70 140 35 70 140 30 75 150 30 75 150 30 100 200 15 100 200 18 100 200 20 100 200 20 85 170 30 85 170 30 負荷ス テップ (A/µs) 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 RFB (kΩ) 周波数 90.9 400 90.9 400 90.9 400 90.9 400 60.4 500 60.4 500 60.4 500 60.4 500 40.2 550 40.2 550 30.2 600 30.2 600 30.2 600 30.2 600 19.1 750 19.1 750 19.1 750 19.1 750 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 27 LTM4620 アプリケーション情報 6 5 7 4 3 2 6 5 4 3 2 1 0 5VIN, 2.5VOUT 12VIN, 2.5VOUT 8 POWER LOSS (W) POWER LOSS (W) 9 5VIN, 1VOUT 12VIN , 1VOUT 1 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 LOAD CURRENT (A) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 LOAD CURRENT (A) 4620 F12 4620 F13 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 図 13.2.5V 出力の電力損失曲線 LOAD CURRENT (A) LOAD CURRENT (A) 図 12.1.0V 出力の電力損失曲線 400LFM 200LFM 0LFM 0 80 20 40 60 100 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 120 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 400LFM 200LFM 0LFM 0 80 20 40 60 100 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 4620 F14 4620 F15 図 15.5V 入力、1V 出力のディレー ティング曲線、ヒートシンクなし CH1 AND CH2 COMBINED LOAD CURRENT (A) LOAD CURRENT (A) 図 14.12V 入力、1V 出力のディレー ティング曲線、ヒートシンクなし 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 400LFM 200LFM 0LFM 0 80 20 40 60 100 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 120 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 400LFM 200LFM 0LFM 0 80 20 40 60 100 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 120 4620 F17 4620 F16 図 16.12V 入力、1V 出力のディレー ティング曲線、BGAヒートシンク 120 図 17.5V 入力、1V 出力のディレー ティング曲線、BGAヒートシンク 4620fa 28 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LTM4620 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 LOAD CURRENT (A) LOAD CURRENT (A) アプリケーション情報 400LFM 200LFM 0LFM 0 80 20 40 60 100 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 120 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 400LFM 200LFM 0LFM 0 80 20 40 60 100 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 4620 F19 4620 F18 図 19.5V 入力、2.5V 出力のディレー ティング曲線、ヒートシンクなし LOAD CURRENT (A) LOAD CURRENT (A) 図18.12V入力、 2.5V出力のディレー ティング曲線、ヒートシンクなし 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 400LFM 200LFM 0LFM 0 80 20 40 60 100 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 120 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 400LFM 200LFM 0LFM 0 80 20 40 60 100 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 4620 F20 図20.12V入力、2.5V出力のディレー ティング曲線、BGAヒートシンク 120 120 4620 F21 図21.5V入力、 2.5V出力のディレー ティング曲線、BGAヒートシンク 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 29 LTM4620 アプリケーション情報 • 入力と出力の高周波 用セラミック・コンデンサをVIN、 PGNDおよび VOUT の各ピンに隣接させて配置し、高周波 ノイズを最小に抑えます。 • 信号ピンに接続された部品には、別のSGNDグランド銅 領域を使います。SGNDとGNDをユニットの下で接続しま す。 • ユニットの下に専用の電源グランド・レイヤを配置します。 • 並列モジュールの場合は、VOUT、VFB、COMPピンを互い に接続します。内部層を使ってこれらのピンを互いに近づ けて接続します。TRACKピンはレギュレータのソフトスター ト用に共通のコンデンサを接続できます。 • ビアの導通損失を最小に抑え、モジュールの熱ストレスを 減らすため、トップ・レイヤと他の電源レイヤの間の相互接 続に多数のビアを使います。 • 充填ビアまたはメッキビアでない限り、パッドの上に直接ビ アを置かないでください。 • 信号ピンからは、モニタリング用にテスト・ポイントを引き出 してください。 推奨レイアウトの良い例を図 22に示します。 4620fa 30 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LTM4620 アプリケーション情報 LGA CIN1 CIN2 VIN M L K GND GND J H G COUT1 SGND F COUT2 E D C B A 1 2 3 4 5 6 VOUT1 7 8 9 10 11 12 GND VOUT2 4620 F22a CNTRL BGA CIN1 CIN2 VIN M L K GND GND J H G COUT1 SGND F COUT2 E D C B A 1 VOUT1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 GND 12 VOUT2 4620 F22b CNTRL 図 22.PCB の推奨レイアウト 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 31 + CIN (OPT) 32 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 C3 22µF 25V D1* 5.1V ZENER R1* 10k C5 0.1µF TRACK1 C2 22µF 25V C9 0.1µF TRACK2 C1 22µF 25V R4 121k R7 10k * PULL-UP RESISTOR AND ZENER ARE OPTIONAL. C4 22µF 25V 5V TO 16V INTERMEDIATE BUS GND DIFFP LTM4620 CLKOUT INTVCC DIFFN PGOOD2 DIFFOUT SW2 VOUT2 VOUTS2 COMP2 COMP1 VFB2 VFB1 SW1 VOUTS1 VOUT1 EXTVCC PGOOD1 R2 10k 図 23. 標準的な 5VIN ∼ 16VIN、1.5V/1.2V 出力 SGND PHASMD fSET TRACK2 TRACK1 RUN2 RUN1 TEMP VIN MODE_PLLIN C10 4.7µF INTVCC INTVCC R3 10k PGOOD2 CCOMP** PGOOD1 COUT1 100µF 6.3V RFB2* 60.4k + RFB1* 40.2k CFF* COUT2 470µF 6.3V COUT2 470µF 6.3V VOUT1 1.5V AT 13A CBOT SEE TABLE 4** + 4620 F23 VOUT2 1.2V AT 13A COUT1 100µF 6.3V LTM4620 標準的応用例 4620fa C3 22µF 25V 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 TRACK1 C11 22µF 25V C2 22µF 25V C9 0.1µF R4 121k C1 22µF 25V = RT R2 5k INTVCC SGND PHASMD fSET TRACK2 TRACK1 RUN1 RUN2 GND DIFFP LTM4620 DIFFN DIFFOUT PGOOD2 SW2 VOUT2 VOUTS2 COMP2 COMP1 VFB2 VFB1 SW1 VOUT1 VOUTS1 EXTVCC PGOOD1 C10 4.7µF VIN CLKOUT INTVCC INTVCC TEMP MODE_PLLIN 100µA VIN – 0.6V PGOOD1 R5 40.2k PGOOD1 図 24.LTM4620 による2フェーズ、1.5V/26Aデザイン （温度モニタリング機能付き） * PULL-UP RESISTOR AND ZENER ARE OPTIONAL. D1* 5.1V ZENER R1* 10k 5V TO 16V INTERMEDIATE BUS A/D VIN COUT1 100µF 6.3V COUT1 100µF 6.3V + + 4620 F24 COUT2 470µF 6.3V COUT2 470µF 6.3V 1.5V AT 26A LTM4620 標準的応用例 4620fa 33 VIN 5V TO 16V 34 D1* 5.1V ZENER C4 22µF 25V 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 C5 0.1µF 1.2V R9 60.4k C2 22µF 25V R7 90.9k C1 22µF 25V R4 121k R6 10k SGND PHASMD DIFFN DIFFOUT PGOOD2 SW2 VOUT2 VOUTS2 fSET COMP2 DIFFP VFB2 COMP1 TRACK2 GND LTM4620 VFB1 SW1 VOUTS1 VOUT1 CLKOUT INTVCC EXTVCC PGOOD1 TRACK1 RUN1 RUN2 TEMP VIN MODE_PLLIN R2 10k 図 25.LTM4620 による1.2V/1V 出力トラッキング * PULL-UP RESISTOR AND ZENER ARE OPTIONAL. R1* 10k C3 22µF 25V INTERMEDIATE BUS C10 4.7µF INTVCC INTVCC R3 10k PGOOD2 R8 90.9k PGOOD1 COUT1 100µF 6.3V R5 60.4k + COUT1 100µF 6.3V + 4620 F25 COUT2 470µF 6.3V COUT2 470µF 6.3V VOUT2 1V AT 13A VOUT1 1.2V AT 13A LTM4620 標準的応用例 4620fa LTM4620 標準的応用例 INTVCC CLK1 VIN 5V TO 16V MODE_PLLIN INTERMEDIATE BUS R1* 10k C3 22µF 25V C2 22µF 25V C1 22µF 25V R6 10k CLKOUT INTVCC C10 4.7µF PGOOD1 EXTVCC PGOOD1 VIN VOUT1 VOUTS1 SW1 VFB1 TEMP RUN RUN1 TRACK1 VFB2 LTM4620 RUN2 D1* 5.1V ZENER COMP1 TRACK1 COMP2 TRACK2 + COUT2 470µF 6.3V COUT1 100µF 6.3V + COUT2 470µF 6.3V VFB R5 60.4k COMP VOUT2 PHASMD SW2 PGOOD2 SGND COUT1 100µF 6.3V VOUTS2 fSET R4 121k R2 5k GND DIFFP DIFFN PGOOD1 DIFFOUT VOUT 1.2V AT 50A C16 4.7µF CLK1 MODE_PLLIN 5V TO 16V INTERMEDIATE BUS C12 22µF 25V C15 22µF 25V C5 22µF 25V CLKOUT INTVCC EXTVCC PGOOD1 VOUT1 VIN R9 10k VOUTS1 RUN1 TRACK1 TEMP RUN1 SW1 RUN2 VFB2 VFB1 LTM4620 TRACK1 COMP1 COUT1 100µF 6.3V + COUT2 470µF 6.3V COUT1 100µF 6.3V + COUT2 470µF 6.3V VFB COMP COMP2 TRACK2 C19 0.22µF VOUTS2 fSET VOUT2 PHASMD R10 121k * PULL-UP RESISTOR AND ZENER ARE OPTIONAL. PGOOD1 SW2 PGOOD2 SGND GND DIFFP DIFFN INTVCC PGOOD1 DIFFOUT 4620 F26 図 26.4フェーズ、1.2V/50A 出力 4620fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 35 LTM4620 パッケージ パッケージの行と列のラベルは µModule 製品間で異なります。 各パッケージのレイアウトを確認してください。 LTM4620コンポーネントLGAピン配置 ピンID A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 機能 VOUT1 VOUT1 VOUT1 VOUT1 VOUT1 GND GND VOUT2 VOUT2 VOUT2 VOUT2 VOUT2 ピンID B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 機能 VOUT1 VOUT1 VOUT1 VOUT1 VOUT1 GND GND VOUT2 VOUT2 VOUT2 VOUT2 VOUT2 ピンID C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 機能 VOUT1 VOUT1 VOUT1 VOUT1 VOUT1S fSET SGND VOUT2S VOUT2 VOUT2 VOUT2 VOUT2 ピンID D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 機能 GND GND GND GND VFB1 SGND VFB2 TRACK2 GND GND GND GND ピンID E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 機能 GND GND GND GND TRACK1 COMP1 COMP2 DIFFP DIFFN GND GND GND ピンID F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 機能 GND GND GND MODE_PLLIN RUN1 SGND SGND DIFFOUT RUN2 GND GND GND ピンID G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 機能 GND SW1 GND PHASMD CLKOUT SGND SGND PGOOD2 PGOOD1 GND ピンID H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 機能 GND GND GND GND GND GND GND INTVCC GND GND ピンID J1 J2 J3 J4 J5 J6 J7 J8 J9 J10 機能 GND VIN VIN VIN GND TEMP EXTVCC GND VIN VIN ピンID K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 機能 GND VIN VIN VIN GND GND GND GND VIN VIN ピンID L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 機能 GND VIN VIN VIN VIN VIN VIN VIN VIN VIN ピンID M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 機能 GND VIN VIN VIN VIN VIN VIN VIN VIN VIN G11 G12 SW2 GND H11 H12 GND GND J11 J12 VIN GND K11 K12 VIN GND L11 L12 VIN GND M11 M12 VIN GND 4620fa 36 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 6.9850 5.7150 4.4450 3.1750 1.9050 0.6350 0.0000 0.6350 1.9050 3.1750 4.4450 5.7150 6.9850 4 PACKAGE TOP VIEW 3.1750 3.1750 SUGGESTED PCB LAYOUT TOP VIEW 1.9050 PAD 1 CORNER D 0.6350 0.0000 0.6350 aaa Z 1.9050 X E Y bbb Z 0.36 3.95 MIN 4.31 0.60 H1 SUBSTRATE NOM 4.41 0.63 15.00 15.00 1.27 13.97 13.97 0.41 4.00 DIMENSIONS eee S X Y Z 0.46 4.05 0.15 0.10 0.05 MAX 4.51 0.66 NOTES DETAIL B TOTAL NUMBER OF LGA PADS: 144 SYMBOL A b D E e F G H1 H2 aaa bbb eee DETAIL A 0.630 ±0.025 SQ. 143x aaa Z DETAIL B H2 MOLD CAP A (Reference LTC DWG # 05-08-1844 Rev C) LGA Package 144-Lead (15mm × 15mm × 4.41mm) e 3 PADS SEE NOTES F b 11 10 9 7 6 5 PACKAGE BOTTOM VIEW 8 G 4 b パッド #1 の識別マークの詳細はオプションだが、 示された領域内になければならない。 パッド #1 の識別マークはモールドまたは マーキングにすることができる TRAY PIN 1 BEVEL COMPONENT PIN “A1” ! 2 1 DETAIL A PACKAGE IN TRAY LOADING ORIENTATION LTMXXXXXX µModule パッケージの行と列のラベルは、 µModule 製品間で異なる可能性がある 各パッケージのレイアウトを確認すること 6. パッドの総数：144 7 3 ランドの指定は JESD MO-222, SPP-010 による 5. 主データム -Z- はシーティングプレーン 4 3 2. 全ての寸法はミリメートル 1. 寸法と許容誤差は ASME Y14.5M-1994 による NOTE: 12 e 3x, C (0.22 x45°) 6.9850 5.7150 4.4450 4.4450 5.7150 6.9850 DIA 0.630 PAD 1 LGA 144 1112 REV C A B C D E F G H J K L M 7 SEE NOTES LTM4620 パッケージ 最新のパッケージ図は、http://www.linear-tech.co.jp/designtools/packaging/を参照してください。 4620fa 37 0.630 ±0.025 Ø 144x 4 PACKAGE TOP VIEW 3.1750 3.1750 SUGGESTED PCB LAYOUT TOP VIEW 1.9050 PIN “A1” CORNER D 0.6350 0.0000 0.6350 aaa Z 1.9050 X 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 6.9850 5.7150 4.4450 3.1750 1.9050 0.6350 0.0000 0.6350 1.9050 3.1750 4.4450 5.7150 6.9850 E Y aaa Z SYMBOL A A1 A2 b b1 D E e F G H1 H2 aaa bbb ccc ddd eee H1 SUBSTRATE NOM 5.01 0.60 4.41 0.75 0.63 15.00 15.00 1.27 13.97 13.97 0.41 4.00 MAX 5.21 0.70 4.51 0.90 0.66 NOTES DETAIL B PACKAGE SIDE VIEW 0.46 4.05 0.15 0.10 0.20 0.30 0.15 TOTAL NUMBER OF BALLS: 144 0.36 3.95 MIN 4.81 0.50 4.31 0.60 0.60 b1 DIMENSIONS ddd M Z X Y eee M Z DETAIL A Øb (144 PLACES) DETAIL B H2 MOLD CAP ccc Z A1 A2 A (Reference LTC DWG # 05-08-1880 Rev B) // bbb Z 38 Z BGA Package 144-Lead (15mm × 15mm × 5.01mm) Z e 12 11 10 9 7 6 5 PACKAGE BOTTOM VIEW 8 7 TRAY PIN 1 BEVEL 3 ピン #1 の識別マークの詳細はオプションだが、 示された領域内になければならない ピン #1 の識別マークはモールドまたは マーキングにすることができる ボールの名称は JESD MS-028 および JEP95 による 4 b ! PACKAGE IN TRAY LOADING ORIENTATION LTMXXXXXX µModule パッケージの行と列のラベルは、 µModule 製品間で異なる可能性がある 各パッケージのレイアウトを確認すること 5. 主データム– Z –はシーティング・プレーン 6. はんだボールは、元素構成比がスズ（Sn）96.5%、 銀（Ag）3.0％、銅（Cu）0.5% の合金である 4 3 2. すべての寸法はミリメートル 1. 寸法と許容誤差は ASME Y14.5M-1994 による NOTE: COMPONENT PIN “A1” 3 SEE NOTES F b e G 2 A B C D E F G H J K L M 7 SEE NOTES PIN 1 BGA 144 1112 REV B 1 DETAIL A LTM4620 パッケージ 最新のパッケージ図は、http://www.linear-tech.co.jp/designtools/packaging/を参照してください。 4620fa 6.9850 5.7150 4.4450 4.4450 5.7150 6.9850 LTM4620 改訂履歴 REV 日付 A 10/13 概要 温度のモニタリング（TEMP）の説明を更新。 BGA パッケージを追加。 ページ番号 20、21 2、38、40 4620fa リニアテクノロジー・コーポレーションがここで提供する情報は正確かつ信頼できるものと考えておりますが、その使用に関する責務は 一切負いません。また、ここに記載された回路結線と既存特許とのいかなる関連についても一切関知いたしません。なお、日本語の資料は あくまでも参考資料です。訂正、変更、改版に追従していない場合があります。 最終的な確認は必ず最新の英語版データシートでお願いいたします。 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 39 LTM4620 パッケージの写真 LGA BGA 関連製品 製品番号 説明 注釈 LTM4611 デュアル8Aまたはシングル16A μModuleレギュレータ LTM4620とピン互換、4.5V ≤ VIN ≤ 26.5V、0.6V ≤ VOUT ≤ 5.5V、 15mm 15mm 4.32mm 超低電圧 VIN の15A µModuleレギュレータ 1.5V ≤ VIN ≤ 5.5V、0.8V ≤ VOUT ≤ 5V、15mm 15mm 4.32mm LTM4627 15A DC/DC μModuleレギュレータ 4.5V ≤ VIN ≤ 20V、0.6V ≤ VOUT ≤ 5V LTM8062/ LTM8062A LTM8027 （MPPT） 最大 14.4Vまで調整可能なVBATT（LTM8062Aの場合 18.8Vまで）、 32VのVIN、最大ピーク・パワー・トラッキング 機能を備えた2A µModule バッテリ・チャージャ C/10またはタイマ終了、9mm 15mm 4.32mm LGA パッケージ VIN = 60V、4A DC/DC 降圧 µModuleレギュレータ 4.5V ≤ VIN ≤ 60V、2.5V ≤ VOUT ≤ 24V、 15mm 15mm 4.32mm LGA パッケージ EN55022B 準拠の36VIN、 5V ≤ VIN ≤ 36V、3.3V ≤ VOUT ≤ 15V、同期可能、並列接続可能、 8A 降圧 μModuleレギュレータ 15mm 15mm 4.32mm LGA パッケージ 20A μModuleレギュレータ 4.5V ≤ VIN ≤ 20V、0.6V ≤ VOUT ≤ 5.5V、 15mm 15mm 4.32mmのLGA パッケージと 15mm 15mm 4.92mmのBGA パッケージ LTM4628 LTM4613 LTM4637 デザイン・リソース 主題 説明 μModuleのデザイン/ 製造リソース デザイン： • 選択ガイド • デモボードおよび Gerberファイル • 無料シミュレーション・ツール 製造： • クイック・スタート・ガイド • PCBのデザイン、組立、および製造ガイドライン • パッケージおよびボード・レベルの信頼性 μModuleレギュレータ製品の検索 1. 製品の表をパラメータによって並べ替え、結果をスプレッドシートとしてダウンロードする 2. Quick Power Searchパラメトリック・テーブルを使って検索を実行する TechClipビデオ μModule 製品の電気的特性と熱特性のベンチマーク・テストの方法を詳しく説明した短いビデオ デジタル・パワー・システム管理 リニアテクノロジーのデジタル電源管理デバイス・ファミリは、電源の監視、管理、マージン制御および シーケンス制御などの基本機能を提供する高度に集積されたソリューションであり、ユーザーの構成と フォールト・ログを保存するEEPROMを搭載しています。 4620fa 40 リニアテクノロジー株式会社 〒102-0094 東京都千代田区紀尾井町3-6紀尾井町パークビル8F 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTM4620 TEL 03-5226-7291 ● FAX 03-5226-0268 ● www.linear-tech.co.jp/LTM4620 LT1013 REV A • PRINTED IN JAPAN LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2012