LTM8020 200mA、36V DC/DC μModuleレギュレータ 特長 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 概要 降圧スイッチ・モード電源 広い入力電圧範囲: 4V∼36V 出力電圧：1.25V∼5V EN55022クラスB準拠 出力電流：200mA 電流モード制御 –55°C～125°Cの動作温度範囲（LTM8020MPV） 金仕上げパッド付き鉛フリー（e4）RoHS準拠パッケージ 高さの低い小型（6.25mm × 6.25mm × 2.32mm） 表面実装LGAパッケージ アプリケーション ■ ■ ■ ■ ■ 車載バッテリの安定化 携帯製品の電源 分配電源の安定化 産業用電源 ACアダプタ・トランスの安定化 LTM ®8020は完全な200mA降圧DC/DC電源で、 スイッチン グ･コントローラ、パワー・スイッチ、 インダクタを含む全てのサ ポート部品をパッケージに搭載しています。4V∼36Vの入力 電圧範囲で動作し、1本の抵抗で設定される1.25V∼5Vの出 力電圧範囲が可能です。 バルク・コンデンサを使用するだけで 設計を完成させることができます。LTM8020はEN55022の放 射エミッション要件を満たしています。伝導エミッション要件 は、標準のフィルタ部品を追加することによって満たすことが できます。 高さの低い(2.32mm)小型パッケージはPCボード底面の未使 用スペースに搭載できるので、部品密度の高いポイントオブ ロード･レギュレーションが可能です。 LTM8020は標準の表面実装装置による自動アセンブリに適 した、熱特性が改善された小型(6.25mm 6.25mm)で高さ の低い(2.32mm)オーバーモールドのランド・グリッド・アレイ (LGA)パッケージで供給されます。LTM8020は鉛(Pb)フリー で、 RoHSに準拠しています。 、LT、LTC、LTM、μModule、Linear Technology、LinearのロゴおよびBurst Modeはリニアテクノ ロジー社の登録商標です。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。 標準的応用例 効率および電力損失と負荷電流 6.5VIN∼36VIN、 5V/200mA DC/DC μModule®レギュレータ VIN 2.2µF VOUT LTM8020 SHDN 80 BIAS 70 10µF ADJ 165k 1% 8020 TA01 * 動作電圧範囲。起動の詳細については 「アプリケーション情報」 を参照してく ださい 100 60 50 10 40 POWER LOSS (mW) GND 1000 90 VOUT 5V 200mA EFFICIENCY (%) VIN* 6.5V TO 36V 1 30 20 10 0.1 1 10 LOAD CURRENT (mA) 100 0.1 3470 TA01b 8020fd 1 LTM8020 絶対最大定格 ピン配置 （Note 1） VIN、SHDNの電圧 ................................................................. 40V ADJ電圧 ................................................................................. 5V BIAS電圧 .............................................................................. 25V VIN＋BIASの電圧 ................................................................. 47V VOUT電圧 .............................................................................. 10V 内部動作温度範囲.............................................−40°C～125°C 保存温度範囲.....................................................−55°C～125°C 最大半田温度...................................................................260°C TOP VIEW 5 VOUT 4 GND 3 BIAS 2 VIN 1 ADJ SHDN A B C D E LGA PACKAGE 21-LEAD (6.25mm × 6.25mm × 2.32mm) TJMAX = 125°C, θJA = 23.1°C/W θJA DERIVED FROM 5cm × 5cm PCB WITH 4 LAYERS WEIGHT = 0.25g 発注情報 鉛フリー仕様 製品マーキング* パッケージ 温度範囲(Note 2) LTM8020EV#PBF LTM8020V 21-Lead (6.25mm × 6.25mm) –40°C to 85°C LTM8020IV#PBF LTM8020V 21-Lead (6.25mm × 6.25mm) –40°C to 85°C LTM8020MPV#PBF LTM8020MPV 21-Lead (6.25mm × 6.25mm) –55°C to 125°C さらに広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社または弊社代理店に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。 鉛フリー仕様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。 この製品はトレー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。 電気的特性 ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25 Cでの値。VIN = 10V、VSHDN = 10V、VBIAS = 3V、外付けCIN = 2.2μF、COUT = 4.7μF。 (Note 2) SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS VIN Input DC Voltage VOUT Output DC Voltage 4 36 V 0 < IOUT ≤ 200mA; 167kW < RADJ < ∞ 1.2 5 V RADJ(MIN) Minimum Allowable RADJ (Note 3) 163 ILK Leakage from IN to OUT VSHDN = 0V, BIAS = 0V IOUT Continuous Output DC Current 5.5V ≤ VIN ≤ 36V, RADJ = 301k, VO = 3.3V IQ(VIN) Quiescent Current into IN SHDN = 0.2V, BIAS Open BIAS = 3V, Not Switching BIAS = 0V, Not Switching l 10 35 IQ(BIAS) Quiescent Current into BIAS SHDN = 0.2V, BIAS = 0V BIAS = 3V, Not Switching BIAS = 0V, Not Switching l 25 DVOUT/VOUT Line Regulation 5V ≤ VIN ≤ 36V, IOUT = 200mA, RADJ Open 1 % DVOUT/VOUT Load Regulation VIN = 24V, 0 ≤ IOUT ≤ 200mA, VOUT = 3.3V 2 % l kW 1.2 0 6 µA 200 mA 1 18 50 µA µA µA 0.5 60 1.5 µA µA µA 8020fd 2 LTM8020 電気的特性 ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25 Cでの値。VIN = 10V、VSHDN = 10V、VBIAS = 3V、外付けCIN = 2.2μF、COUT = 4.7μF。 (Note 2) SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS VOUT(AC_RMS) Output Ripple (RMS) IOUT = 100mA, VOUT = 3.3V, VIN = 24V 7.5 mV fSW Switching Frequency IOUT = 200mA 450 kHz ISC Output Short-Circuit Current VIN = 36V, VOUT = 0V 350 mA VADJ Voltage at ADJ Pin l 1.228 VBIAS(MIN) Minimum BIAS Voltage for Proper Operation l 3 IADJ Current Out of ADJ Pin ADJ = 0V, VOUT = 5V, VSHDN = 0V l 9.65 ISHDN SHDN Pin Current VSHDN = 2.5V VIH(SHDN) SHDN Input High Voltage VIL(SHDN) SHDN Input Low Voltage 1.265 V V 10.35 µA 5 µA 1 2.5 V 0.2 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。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 を与える可能性がある。 Note 2：LTM8020Eは0°C～85°Cの周囲温度範囲で性能仕様に適合することが保証されている。 −40°C～85°Cの全周囲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。LTM8020Iは−40°C～85°Cの全周囲動作温度範囲で V 仕様に適合することが保証されている。LTM8020MPは−55°C～125°Cの全内部動作温度範囲 で仕様に適合することが保証されている。最大内部温度はボード･レイアウト、 パッケージの 定格熱抵抗およびその他の環境要因に関連した特定の動作条件によって決定されることに 注意。 Note 3：設計によって保証されている。 標準的性能特性 注記がない限り、TA = 25 C。 3.3VOUTの効率 3.3VOUTの電力損失 90 5VOUTの効率 90 1000 80 80 50 40 30 5VIN 12VIN 24VIN 36VIN 20 10 1 10 ILOAD (mA) 100 1000 8020 G01 EFFICIENCY (%) 60 0 0.1 70 100 POWER LOSS (mW) EFFICIENCY (%) 70 10 1 0.1 0.1 5VIN 12VIN 24VIN 36VIN 1 10 IOUT (mA) 100 1000 8020 G02 60 50 40 30 20 12VIN 24VIN 36VIN 10 0 0.1 1 10 ILOAD (mA) 100 1000 8020 G03 8020fd 3 LTM8020 標準的性能特性 注記がない限り、TA = 25 C。 5VOUTの電力損失 0.18 1000 入力電流と出力電流(5VIN) 1.8VOUT 2.5VOUT 3.3VOUT 0.16 INPUT CURRENT (A) 0.12 0.10 0.08 0.06 1 0.04 12VIN 24VIN 36VIN 1 10 IOUT (mA) 100 0 0 INPUT CURRENT (A) INPUT CURRENT (A) 0.035 0.030 0.020 0.20 4356 G06 入力消費電流と入力電圧 0.030 0.025 0.020 0.015 4 3 2 1 0.005 0 0.05 0.10 0.15 OUTPUT CURRENT (A) 0 0.20 0 0.05 0.10 0.15 OUTPUT CURRENT (A) 4356 G07 0 0.20 6.0 8 TO START 5.5 INPUT VOLTAGE (V) 80 60 40 20 10 20 30 INPUT VOLTAGE (V) 40 SHDN CONTROL 5.0 4.5 4.0 4356 G10 3.0 20 30 INPUT VOLTAGE (V) 40 4356 G09 IOUT = 200mA TO START 7 TO RUN 3.5 0 10 必要な最小入力電圧と出力電圧 (VOUT = 3.3V) 100 0 4356 G08 必要な最小入力電圧と負荷 入力電流と入力電圧(出力を短絡) INPUT CURRENT (mA) 0.05 0.10 0.15 OUTPUT CURRENT (A) 0 5 0.010 0.010 0 0 4356 G05 1.8VOUT 2.5VOUT 3.3VOUT 5VOUT 0.040 0.040 0 0.20 入力電流と出力電流(36VIN) 0.045 1.8VOUT 2.5VOUT 3.3VOUT 5VOUT 0.050 0.05 0.10 0.15 OUTPUT CURRENT (A) 8020 G04 入力電流と出力電流(24VIN) 0.060 0.040 0.020 0.02 1000 0.060 QUIESCENT CURRENT (µA) 0.1 0.1 0.080 INPUT VOLTAGE (V) POWER LOSS (mW) 10 1.8VOUT 2.5VOUT 3.3VOUT 5VOUT 0.100 INPUT CURRENT (A) 0.14 100 入力電流と出力電流(12VIN) 0.120 6 TO RUN 5 4 3 0 50 100 150 LOAD CURRENT (mA) 200 4356 G11 2 1 2 3 4 OUTPUT VOLTAGE (V) 5 4356 G12 8020fd 4 LTM8020 標準的性能特性 注記がない限り、TA = 25 C。 ターンオン時の動作 3.3VOUT、 無負荷) (6VIN、 INPUT CURRENT 100mA/DIV 5VOUT 20 90 VOUT 2V/DIV 15 SHDN 5V/DIV 3.3VOUT 50µs/DIV 10 5 放射エミッション 36VIN 5VOUT FULL LOAD 80 8020 G14 EMISSIONS LEVEL (dBµV/m) TEMPERATURE RISE (°C) 25 温度上昇と入力電圧 TA = 25 C) (最大負荷、 70 60 50 EN55022 CLASS B LIMIT 40 30 20 10 0 0 0 10 20 30 INPUT VOLTAGE (V) 40 50 8020 G13 –10 0 200 600 800 400 FREQUENCY (MHz) 1000 8020 G15 ピン機能 VIN （ピンA1、A2） ：VINピンはLTM8020の内部レギュレータおよ び内部パワー・スイッチに電流を供給します。 これらのピンは 少なくとも1μFの外付け低ESRコンデンサを使ってローカルに バイパスする必要があります。 SHDN （ピンC1） ：このSHDNピンを使ってLTM8020をシャットダ ウン・モードにします。 グランドに接続するとシャットダウンしま す。通常動作をさせるには2V以上の電圧を加えます。 シャット ダウン機能を使用しない場合はこのピンをVINに接続します。 VOUT （ピンA4、A5、B4、B5、C4、C5） ：電源出力ピン。 ほとんどのア GND （ピンC2、D1、D2、D3、D4、D5、E2、E3、E4、E5） ：GND接続は プリケーションでは、外付けコンデンサをVOUTからGNDに接 続します。 これらのピンとGNDの間に出力負荷を接続します。 BIAS （ピンC3） ：BIASピンは内部ショットキー・ダイオードと内 部レギュレータに接続されています。VOUTが3Vより高いとき はVOUTに接続し、VOUTが3Vより低いときは3Vを超える別の DC電圧に接続します。BIASが3Vより高い場合には、 このピン から内部回路に電力供給して効率を改善することができます。 メイン・レギュレータの電力はVINから供給され続けます。 メイン信号のリターンおよびLTM8020の主要なヒートシンクと して機能します。GNDピンはLTM8020と回路部品の下のロー カル・グランド・プレーンに接続します。帰還分割器からのリ ターンはこの信号に接続します。 ADJ （ピンE1） ：LTM8020はそのADJピンを1.25Vに安定化しま す。 このピンからGNDに調整抵抗を接続します。 この調整抵抗 によって決まります。 こ の値は式R ADJ = 623.75/（VOUT1.25） こで、RADJの単位はkΩです。VOUT = 1.25Vの場合、ADJピン はオープン状態になることに注意してください。 8020fd 5 LTM8020 ブロック図 22µH VIN 0.1µF VOUT 15pF 499k 10µF BIAS SHDN CURRENT MODE CONTROLLER GND ADJ 80220 BD 8020fd 6 LTM8020 動作 LTM8020はスタンドアロン非絶縁型降圧スイッチングDC/DC 電源です。入力と出力に外付けのバルク・コンデンサを使うだ けで、最大200mAのDC出力電流を供給することができます。 このモジュールは、1本の外付け抵抗によってプログラム可能 な1.25VDC∼5VDCの高精度に安定化された出力電圧を供 給します。入力電圧範囲は4V∼36Vです。LTM8020は降圧コ ンバータなので、必ず入力電圧を必要な出力電圧と負荷電流 をサポートするのに十分な高さにします。 「ブロック図」 を参照 してください。 LTM8020には、電流モード・コントローラ、パワー・スイッチン グ素子、 パワー・インダクタ、 パワー・ショットキー・ダイオードお よびいくらかの入力容量と出力容量が備わっています。表1に 示されているように、 アプリケーションによっては、 出力コンデ ンサが不要です。 高性能電流モード・コントローラと内部の帰還ループ補償に より、全てがセラミック・タイプ（X5RまたはX7R） の広い範囲 の出力コンデンサを使った場合でも、広い範囲の動作条件 で、LTM8020モジュールは十分な安定性のマージンと十分な 過渡性能を実現します。電流モード制御によってサイクル毎に 高速電流制限がおこなわれ、 自動電流制限によって短絡や過 負荷フォールトが生じたときモジュールが保護されます。 LTM8020は可変周波数コントローラを基本に構成されていま す。 オン時間、 オフ時間およびスイッチング周波数は、入力電 圧、 出力電圧および負荷電流によって変動します。 内部パワー・スイッチング素子のドライブ回路はBIASピンを介 して電力を供給されます。 このピンには少なくとも3Vで電力を 供給します。 LTM8020は負荷電流によって異なる2種類の動作モードを 備えています。負荷電流が十分大きいと、LTM8020は連続 的にスイッチングします（図1aを参照）。負荷が非常に軽い と、 または入力電圧が出力電圧に比べて高いと、 デバイスは ® マイクロパワー状態とスイッチング状 Burst Mode で動作し、 態の間を交互に切り替わり、 出力を安定化状態に保ち、消費 電力を最小限に抑えます （図1bを参照）。 SHDNピンを接地すると全ての内部回路がオフし、VIN電流は デバイスのリーク電流（標準で数ナノアンペア） まで減少しま す。 200mA LOAD NO LOAD VOUT 20mV/DIV VOUT 20mV/DIV IL 100mA/DIV IL 100mA/DIV 1µs/DIV 1ms/DIV 150mA LOAD 10mA LOAD VOUT 20mV/DIV VOUT 20mV/DIV IL 100mA/DIV IL 100mA/DIV 1µs/DIV 8020 F1a (1a) 連続動作 5µs/DIV 8020 F01b (1b) Burst Mode動作 図1. 出力電圧と内部インダクタ電流 8020fd 7 LTM8020 アプリケーション情報 ほとんどのアプリケーションでは、設計手順は簡単で、以下の ように要約されます。 1. 表1を参照し、必要な入力範囲と出力電圧に相当する行を 見つけます。 2. その行に示されているCIN、COUT、RADJおよびBIAS接続を 適用します。 は小さい電流リミットで動作するので、普通に聴くとノイズは 一般に非常に静かです。 この可聴ノイズを許容できない場合、高性能電解コンデンサ を出力に使用します。入力コンデンサは2.2μFのセラミック・コ ンデンサと低コストの電解コンデンサを並列に組み合わせる ことができます。 これらの部品の組合せは正しく動作するかテストされています が、 目的のシステムの電源ライン、 負荷および環境条件で正し く動作することをユーザーの責任で検証してください。 セラミック・コンデンサに関する最後の注意点はLTM8020の 最大入力電圧定格に関係します。入力のセラミック・コンデン サはトレースやケーブルのインダクタンスと結合してQの高い （減衰の小さな） タンク回路を形成します。LTM8020の回路を 表1に示されている出力電圧以外の出力電圧が必要な場合、 通電中の電源に差し込むと、入力電圧に公称値の2倍のリン を使います。 ここで、RADJの単 式RADJ = 623.75/（VOUT1.25） ギングが生じて、 デバイスの定格を超えるおそれがあります。 こ 位はkΩです。 出発点として、 目的のアプリケーションに最も近 の状況は容易に避けられます。 「安全な活線挿入」 を参照して い入力電圧と出力電圧に対応するCINとCOUTの値を使い、 シ ください。 ステムの電源ライン、 負荷および環境条件で正しく動作するこ とを検証します。 コンデンサの選択に関する検討事項 表1のCINコンデンサとCOUTコンデンサの値は、関連した動作 条件に対する最小推奨値です。表1に示されているコンデンサ 値より小さな値を適用することは推奨されておらず、望ましくな い動作を引き起こす可能性があります。入力システムにはバル ク・コンデンサを使用するものとします。大きな値を使うことは 一般に問題なく、 必要に応じて、 ダイナミック応答を改善するこ とができます。 この場合も、 目的のシステムの電源ライン、負荷 および環境条件で正しく動作することをユーザーの責任で検 証してください。 セラミック・コンデンサは小さく堅牢で、ESRが非常に小さな 値です。 ただし、全てのセラミック・コンデンサが適しているわ けではありません。X5RとX7Rのタイプは全温度範囲と印加 電圧で安定しており、安心して使えます。Y5VやZ5Uなど他の タイプは容量の温度係数と電圧係数が非常に大きくなりま す。 アプリケーション回路ではそれらの容量が公称値のわず か数分の一になることがあるため、電圧リップルが予想値より もはるかに大きくなることがあります。 セラミック・コンデンサには圧電特性もあります。LTM8020の スイッチング周波数は負荷電流によって変動するので、軽負荷 ではセラミック・コンデンサを可聴周波数で励起し、可聴ノイ ズを発生することがあります。LTM8020はBurst Mode動作で 短絡入力保護 LTM8020に入力が加わっていないときに出力が高く保持され るシステムでは、注意が必要です。 それはバッテリや他の電源 がLTM8020の出力とダイオードOR接続されているバッテリ充 電アプリケーションやバッテリ・バックアップ・システムで生じ ることがあります。VINピンがフロート状態で、SHDNピンが（ロ ジック信号によって、 あるいはVINに接続されていて）H に保 持されていると、 出力からLTM8020の内部回路に消費電流が 流れます。 この状態で数ミリアンペアの電流を許容できるシス テムであればこれは問題ありません。 SHDNピンを接地すると、 この消費電流は実質的にゼロまで減少します。ただし、出力 を高く保持した状態でVINピンを接地すると、 出力から内部パ ワースイッチを介してLTM8020内部の寄生ダイオードに大きな 電流が流れ、 デバイスを損傷する可能性があります。 入力電圧 が印加されているときだけ動作し、 短絡入力や逆入力に対して 保護する回路を図2に示します。 D1 VIN VIN 100k 1M LTM8020 SHDN GND 8020 F02 図2. ダイオードD1は逆入力に対してデバイスを保護するとととも に、 出力に接続されたバックアップ用バッテリが入力の短絡によっ て放電するのを防ぐ 8020fd 8 LTM8020 アプリケーション情報 PCBのレイアウト PCBのレイアウトに関連した頭痛の種のほとんどはLTM8020 による高度の集積化によって緩和ないし解消されています。 と はいえ、LTM8020がスイッチング電源であることに変りはない ので、EMIを最小限に抑えて正しい動作をさせるには注意を 払う必要があります。高度に集積化されていても、場当たり的 や不備なレイアウトでは規定動作を実現できないことがあり ます。推奨レイアウトについては図3を参照してください。 接地とヒートシンクに問題がないことを確認します。注意すべ きいくつかのルールがあります。 1. CINコンデンサをLTM8020のVINおよびGNDの接続箇所の できるだけ近くに配置します。 2. COUTコンデンサをLTM8020のVOUTおよびGNDの接続箇 所のできるだけ近くに配置します。 3 . C I N コンデンサとC O U T コンデンサのグランド電 流 が LTM8020の近くまたは下を流れるようにC INコンデンサと COUTコンデンサを配置します。 4. 全てのGND接続をトップ層のできるだけ大きな銅領域つま りプレーン領域に接続します。外付け部品とLTM8020の間 でグランド接続を遮断しないようにします。 5. 銅領域はLTM8020のヒートシンクとしても機能します。 プリ ント回路基板の他の層へのヒートパイプとして機能する複 数のビアをGNDプレーンに配置します。 VIN SHDN VOUT CIN BIAS COUT ADJ GND COPPER RADJ VIAs TO GND PLANE 8020 F03 図3. 推奨外付け部品、GNDプレーン およびサーマル・ビアを示すレイアウト 正電圧から負電圧へのレギュレーション LTM8020は、VOUT パッドをシステムのグランドに接続し、 GNDを 「標準的応用例」 に示されているように接続することに より、 負出力を発生することができます。 この構成では、SHDN をレベルシフトするか、 またはGNDを基準にする必要があり、 使用可能な出力電流が減少することがあります。 安全な活線挿入 セラミック・コンデンサは小型で、堅牢で低インピーダンスな ので、LTM8020の回路の入力バイパス・コンデンサに最適で す。ただし、LTM8020が通電中の電源に挿入されると、 これ らのコンデンサは問題を生じることがあります（詳細につい てはリニアテクノロジー社の 「アプリケーションノート88」 を参 照）。低損失のセラミック・コンデンサは電源に直列の浮遊イ ンダクタンスと結合して減衰の小さなタンク回路を形成し、 LTM8020のVINピンの電圧に公称入力電圧の2倍に達するリ ンギングを生じる可能性があり、LTM8020の定格を超えてデ バイスを傷めるおそれがあります。入力電源の制御が十分で なかったり、ユーザーがLTM8020を通電中の電源に差し込 んだりする場合、 このようなオーバーシュートを防ぐように入 力ネットワークを設計する必要があります。LTM8020の回路 が24Vの電源に6フィートの24番ゲージのより対線で接続さ れる場合に生じる波形を図4に示します。最初のプロットは入 力に2.2μFのセラミック・コンデンサを使った場合の応答です。 入力電圧は35Vに達するリンギングを生じ、入力電流のピーク は20Aに達します。 タンク回路を減衰させる1つの方法として、 直列抵抗とともにコンデンサをもう1個回路に追加します。図 4bではアルミ電解コンデンサが追加されています。 このコンデ ンサは等価直列抵抗が大きいのでタンク回路が減衰し、電圧 オーバーシュートが抑えられます。 コンデンサの追加により低 周波リップルのフィルタ機能が改善され、回路の効率がわず かに改善されますが、 このコンデンサは回路内で最大の部品 となる可能性があります。代替ソリューションを図4cに示しま す。電圧オーバーシュートを抑えるため1Ω抵抗が入力に直列 に追加されています （ピーク入力電流も減少します）。0.1μFの コンデンサにより高周波フィルタ機能が改善されています。 こ のソリューションは電解コンデンサの場合よりもサイズが小さ く安価です。高い入力電圧の場合、効率に与える影響は小さ く、24V電源で動作しているとき最大負荷の5V出力の効率低 下は0.5%以下です。 8020fd 9 LTM8020 アプリケーション情報 高温に関する検討事項 LTM8020のダイ温度は125 Cの最大定格より低くなければな らないので、回路のレイアウトに注意してLTM8020の十分な 放熱を確保します。接合部温度を推定するには、 このデータ シートに示されている標準的効率を必要な出力電力に適用 することにより、 または、実際のモジュールが用意されている場 合、 電力を測定することにより、 LTM8020内の電力損失を推定 します。次いで、 モジュールの電力損失に熱抵抗を乗算して、 プリント回路基板の表面を超えるLTM8020の内部温度上昇 を計算します。LTM8020からプリント回路基板までの実際の 熱抵抗は回路基板のレイアウトに依存しますが、 「ピン配置」 2 に示されている熱抵抗（これは25cm の4層FR4 PCボードを ベースにしています） と 「標準的性能特性」 を目安として使うこ とができます。 最後に、高い周囲温度では、内部ショットキー・ダイオードの リーク電流が非常に大きくなり、LTM8020の消費電流が増加 することに注意してください。 BIASピンに関する検討事項 BIASピンは、 内部パワー・スイッチング段にドライブ電力を供 給し、内部回路を動作させるのに使われます。適正に動作さ せるには、少なくとも3Vでこのピンに電力を供給する必要が あります。出力電圧が3V以上に設定されている場合、BIAS をVOUTに接続するだけです。VOUTが3Vより低い場合、BIAS をV INまたは他の電圧源に接続することができます。全ての 場合に、BIASピンの最大電圧が25Vより低く、VINとBIASの 和が47Vより小さくなるようにします。BIASの電力が遠く離れ た電圧源またはノイズの大きな電圧源から供給される場合、 LTM8020の近くにデカップリング・コンデンサを置く必要があ るかもしれません。 スイッチを閉じて活線挿入を シミュレートする IIN VIN + 通電中の 低インピーダンスの 24V電源 LTM8020 VIN 10V/DIV 2.2µF IIN 10A/DIV 6フィート(約2m)の より対線による 浮遊インダクタンス 10µs/DIV (4a) 10µF 35V AI.EI. LTM8020 + VIN 10V/DIV 2.2µF IIN 10A/DIV (4b) 1Ω 0.1µF LTM8020 10µs/DIV VIN 10V/DIV 2.2µF IIN 10A/DIV (4c) 10µs/DIV 8020 F04 図4. 入力ネットワークを正しく選択すると、通電中の電源にLTM8020を接続したとき 入力電圧のオーバーシュートを防ぎ、信頼性の高い動作を保証する 8020fd 10 LTM8020 アプリケーション情報 最小入力電圧 LTM8020は降圧コンバータなので、出力を安定に保つため に最小限のヘッドルームが必要になります。最大負荷でのア プリケーションの大部分は、入力が必要な出力を少なくとも 1.5V上回る必要があります。 さらに、 ターンオンに必要な入力 電圧はSHDNピンの接続状態に応じて変動します。VINが必 要な動作範囲内にあるとき、SHDNをVINに接続する場合の 方が、SHDNを上昇させることによってターンオンを制御する 場合よりも、 ターンオンさせるのに高い入力電圧を必要としま す。SHDNがVINに接続された場合、 またはSHDNが切り替え られた場合にLTM8020をターンオンさせるのに必要な入力 電圧のグラフを、 「標準的性能特性」 に示します。 電磁適合性 LTM8020は独立した国家認定試験機関によって評価され、 EN55022クラスB:2006に広いマージンをもって適合すること がわかりました。LTM8020の放射EMC性能を示すサンプル・ グラフを 「標準性能特性」 のセクションに示します。 また、 デー タ、動作条件、試験のセットアップの詳細については、 リニア テクノロジーのwebサイトで入手可能な 「電磁適合性試験レ ポート」 に記載されています。伝導エミッション要件は、適切な 入力パワー・ライン・フィルタを追加することによって満たすこ とができます。 このフィルタが正しく実装されるかは、 システム 全体としての動作および性能条件に依存します。 システムにお いてLTM8020は通常単なる部品に過ぎないため、伝導エミッ ションはこのレベルでは言及しません。 表1. 推奨外付け部品の値と構成 VIN RANGE VOUT CIN COUT RADJ BIAS CONNECTION 4.5V - 36V 1.25V 2.2µF 50V 1206 X7R 47µF 6.3V 1206 X5R Open >2V, < 25V 4.5V - 36V 1.5V 2.2µF 50V 1206 X7R 47µF 6.3V 1206 X5R 2.43M >2V, < 25V 4.5V - 36V 1.8V 2.2µF 50V 1206 X7R 47µF 6.3V 1206 X5R 1.1M >2V, < 25V 4.5V - 36V 2.5V 2.2µF 50V 1206 X7R 22µF 6.3V 1206 X7R 499k VOUT 4.5V - 36V 3.3V 2.2µF 50V 1206 X7R 10µF 6.3V 1206 X7R 301k VOUT 6.5V - 36V 5V 2.2µF 50V 1206 X7R 10µF 6.3V 1206 X7R 165k VOUT 4.5V - 15V 1.25V 2.2µF 16V 0805 X7R 22µF 6.3V 1206 X7R Open VIN 4.5V - 15V 1.5V 2.2µF 16V 0805 X7R 10µF 6.3V 0805 X7R 2.43M VIN 4.5V - 15V 1.8V 2.2µF 16V 0805 X7R 10µF 6.3V 0805 X7R 1.1M VIN 4.5V - 15V 2.5V 2.2µF 16V 0805 X7R 10µF 6.3V 0805 X7R 499k VIN 4.5V - 15V 3.3V 2.2µF 16V 0805 X7R 10µF 6.3V 0805 X7R 301k VOUT 6.5V - 15V 5V 2.2µF 16V 0805 X7R None 165k VOUT 9V - 24V 1.25V 1µF 25V 0805 X7R 47µF 6.3V 0805 X5R Open VIN 9V - 24V 1.5V 1µF 25V 0805 X7R 47µF 6.3V 0805 X7R 2.43M VIN 9V - 24V 1.8V 1µF 25V 0805 X7R 10µF 6.3V 0805 X7R 1.1M VIN 9V - 24V 2.5V 1µF 25V 0805 X7R 10µF 6.3V 0805 X7R 499k VIN 9V - 24V 3.3V 1µF 25V 0805 X7R 10µF 6.3V 0805 X7R 301k VOUT 9V - 24V 5V 4.7µF 25V 0805 X7R 10µF 6.3V 0805 X5R 165k VOUT 18V - 36V 1.25V 2.2µF 50V 1206 X7R 47µF 6.3V 1206 X5R Open >2V, <25V 18V - 36V 1.5V 2.2µF 50V 1206 X7R 47µF 6.3V 1206 X5R 2.43M >2V, <25V 18V - 36V 1.8V 2.2µF 50V 1206 X7R 22µF 6.3V 1206 X7R 1.1M >2V, <25V 18V - 36V 2.5V 2.2µF 50V 1206 X7R 10µF 6.3V 0805 X7R 499k VOUT 18V - 36V 3.3V 2.2µF 50V 1206 X7R 10µF 6.3V 0805 X7R 301k VOUT 18V - 36V 5V 2.2µF 50V 1206 X7R 10µF 6.3V 0805 X7R 165k VOUT 3.3V - 30V –3.3V 2.2µF 50V 1206 X7R 22µF 6.3V 0805 X7R 301k VOUT 5V - 30V –5V 2.2µF 50V 1206 X7R 10µF 6.3V 0805 X7R 165k VOUT 8020fd 11 LTM8020 標準的応用例 1.25V降圧コンバータ VIN* 4.5V TO 24V VIN 3.3V降圧コンバータ VOUT 1.25V 200mA VOUT LTM8020 1µF SHDN BIAS GND VIN* 4.5V TO 36V VIN LTM8020 1µF SHDN 47µF X5R ADJ VOUT 3.3V 200mA VOUT GND BIAS 10µF X5R ADJ 301k 1% 8020 TA02 8020 TA04 1.8V降圧コンバータ VIN* 4.5V TO 15V VIN 2.2µF 5V降圧コンバータ(出力コンデンサ不要) VOUT 1.8V 200mA VOUT LTM8020 SHDN BIAS GND VIN * 6.5V TO 15V VIN LTM8020 2.2µF SHDN 22µF X7R ADJ GND 1.1M 1% BIAS ADJ 165k 1% 8020 TA03 8020 TA05 5V正-負コンバータ VIN 250 VOUT SHDN BIAS LTM8020 2.2µF 5V正-負コンバータの出力と入力電圧 ADJ GND –5V 165k 1% OPTIONAL SCHOTTKY CLAMP –5V 85µA 10µF X5R 200 ILOAD (mA) VIN* 5V TO 30V VOUT 5V 200mA VOUT 150 100 8020 TA06 50 0 0 5 10 15 VIN (V) 20 25 30 8020 TA08 *動作電圧範囲。起動の詳細については 「アプリケーション情報」 を参照してください 8020fd 12 2.5400 1.2700 0.0000 1.5875 1.2700 0.9525 2.5400 パッケージの上面図 1.2700 4 0.0000 推奨PCBレイアウト 上面図 0.3175 0.0000 0.3175 パッド1の コーナー 6.250 BSC 1.2700 2.5400 X 6.250 BSC パッケージ側から見た 細部A 1.95 – 2.05 モールド キャップ DETAIL A 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 TOLERANCE 0.15 0.10 SYMBOL aaa bbb 6. パッドの総数: 21 5. PRIMARY DATUM -Z- はシーティングプレーン ランドの指定はJESD MO-222、SPP-010およびSPP-020による 4 部品のピン “A1” 3 パッド NOTEを参照 トレーのピン1の 斜端 0.27 – 0.37 1.27O BSC 0.605 – 0.665 5.080 サブストレート BSC 3 2. すべての寸法はミリメートル NOTES： 1. 寸法と許容誤差はASME Y14.5M-1994による aaa Z 2.22 – 2.42 bbb Z Y 2.32mm) (Reference LTC DWG # 05-08-1803 Rev A) Z aaa Z 2.5400 LGAパッケージ 21ピン(6.25mm 6.25mm E C 底面図 B A LGA 21 0407 REV A トレー内のパッケージの収納方向 LTMXXXXXX mModule D 5.080 0.605 – 0.665 1 2 3 4 5 C(0.30) PAD 1 LTM8020 パッケージ 8020fd 13 LTM8020 パッケージ LTM8020のピン配置(ピン番号順) ピン 信号の説明 A1 VIN A2 VIN A4 VOUT A5 VOUT B4 VOUT B5 VOUT C1 SHDN C2 GND C3 BIAS C4 VOUT C5 VOUT D1 GND D2 GND D3 GND D4 GND D5 GND E1 ADJ E2 GND E3 GND E4 GND E5 GND 8020fd 14 LTM8020 改訂履歴 （改訂履歴はRev Dから開始） Rev 日付 概要 ページ番号 D 3/10 特長と概要を変更 アプリケーション情報を変更 アプリケーション情報に 「電磁適合性」 の段落を追加 標準的応用例を変更 1 8 11 13 8020fd 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。 15 LTM8020 標準的応用例 3.3V降圧コンバータ VIN* 5V TO 36V VIN 1µF VOUT LTM8020 SHDN VOUT 3.3V 200mA BIAS GND 10µF X5R ADJ 301k 1% 8020 TA07 *動作電圧範囲。起動の詳細については 「アプリケーション情報」 を参照してください 関連製品 製品番号 説明 注釈 LTM4600 10A、DC/DC μModule ベーシックな10A DC/DC μModule、15mm LGAパッケージ LTM4600HVMPV ミリタリ・プラスチック10A DC/DC μModule 55 C∼125 C動作、15mm 15mm 15mm 2.8mm 2.8mm LGAパッケージ LTM4601/ LTM4601A 12A DC/DC μModule、PLL、 出力トラッキング/ マージニングおよびリモートセンス付き 同期可能、PolyPhase動作、LTM4601-1バージョンには リモートセンスなし LTM4602 6A DC/DC μModule LTM4600とピン互換 LTM4603 6A DC/DC μModule、PLL、 出力トラッキング/ マージニングおよびリモートセンス付き 同期可能、PolyPhase動作、LTM4603-1バージョンには リモートセンスなし、LTM4601とピン互換 LTM4604 4A低VIN DC/DC μModule 2.375V ≤ VIN ≤ 5V、0.8V ≤ VOUT ≤ 5V、9mm LGAパッケージ 15mm 2.3mm LTM4608 8A低VIN DC/DC μModule 2.375V ≤ VIN ≤ 5V、0.8V ≤ VOUT ≤ 5V、9mm LGAパッケージ 15mm 2.8mm LTM8022 1A、36V DC/DC μModule 調節可能な周波数、0.8V ≤ VOUT ≤ 5V、11.25mm LTM8023とピン互換 9mm 2.82mm、 LTM8023 2A、36V DC/DC μModule 調節可能な周波数、0.8V ≤ VOUT ≤ 5V、11.25mm LTM8022とピン互換 9mm 2.82mm、 8020fd 16 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 TEL 03-5226-7291 FAX 03-5226-0268 www.linear-tech.co.jp ● ● LT 0310 REV D • PRINTED IN JAPAN LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2007