LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 シーケンス制御とI2Cを備えた 8出力レギュレータ 特長 概要 ■ I2Cで調整可能な高効率のトリプル降圧DC/DCコンバータ： LTC ® 3589はARMプロセッサやARMベースのプロセッサ、 先進的な携帯型マイクロプロセッサ・システムに対応する、パ ワーマネージメント・ソリューションです。 このデバイスは、 コ ア、 メモリ、SoCに電源レールを供給する3個の降圧DC/DC コンバータの他に、1.8V∼5VのI/O用電源を供給する1個の 昇降圧レギュレータ、低ノイズのアナログ電源向けに3個の 250mA LDOレギュレータを内蔵しています。I2Cシリアル・ポー トを使用して、イネーブル、出力電圧レベル、動的電圧値変 更、動作モード、状態通知を制御することができます。表1に LTC3589、LTC3589-1、LTC3589-2の違いをまとめてあります。 1A/1.2A、 1A/1.2A 1.6A、 高効率の1.2A昇降圧DC/DCコンバータ ■ トリプル250mA LDOレギュレータ ■ システム・リセット付きのプッシュボタン・オン/オフ制御 ■ ピン結線による柔軟なシーケンス制御動作 ■ I2Cおよび個別のイネーブル制御ピン ■ パワーグッド出力とリセット出力 ■ 動的な電圧値変更とスルーレートの制御 ■ 選択可能なスイッチング周波数：2.25MHzまたは1.12MHz ■ 常時通電の25mA LDOレギュレータ ■ スタンバイ電流：8μA ■ 40ピン6mm×6mm×0.75mm QFNパッケージ ■ アプリケーション ハンドヘルド計測器およびスキャナー 携帯型産業用機器 ■ 車載インフォテインメント ■ 医療用機器 ■ ハイエンド民生機器 ■ マルチレール・システム ■ Freescaleのi.MX53/51、 MarvellのPXAなどの アプリケーション・プロセッサ レギュレータの起動は、望みの順番でレギュレータ出力をイ ネーブル・ピンに接続するか、 あるいはI2C ポートを介してシー ケンス制御されます。 システムのパワーオン、 パワーオフ、 リセッ トの各機能は、 プッシュボタン・インタフェース、 ピン入力、 ある いはI2Cインタフェースによって制御されます。 LTC3589は、適切な電力レベルの8つの独立した電源レール により、i.MX53/51、PXAおよびOMAPプロセッサをサポート します。 この他の特長として、設定された動作出力電圧とスタ ンバイ出力電圧の間で最大4つの電源レールを同時に切り 換えるVSTBピンなどのインタフェース信号を備えています。 こ のデバイスは露出パッド付きの高さの低い40ピン6mm 6mm QFNパッケージで供給されます。 ■ ■ L、LT、LTC、LTM、Burst Mode、Linear TechnologyおよびLinearのロゴはリニアテクノロジー社 の登録商標です。 その他すべての商標の所有権は、 それぞれの所有者に帰属します。 標準的応用例 起動シーケンス VIN 2.7V TO 5.5V VIN LDO1_STDBY 0.8V TO VIN AT 25mA SW1 22µF 1µF 0.36V TO VIN AT 250mA 1µF 1.5µH SW2 LDO2 22µF LTC3589 1.5µH 1.8V AT 250mA 2.8V AT 250mA 1µH LDO3 1µF 3 7 BB_OUT WAKE (1V/DIV) 0.5V TO VIN AT 1A 0.5V TO VIN AT 1A SW3 1µF 0.5V TO VIN AT 1.6A 22µF SW2 0.5V/DIV LDO3 SW3 LDO2 2.7µH LDO4 SW1 SW4AB I2C SW4CD ENABLES 500µs/DIV PWR_ON WAKE ON GND STATUS 3589 TA01b 1.8V TO 5V BB_OUT 4 22µF 3589 TA01a 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 1 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 目次 特長 .................................................................................................................................................................... 1 標準的応用例........................................................................................................................................................ 1 概要 .................................................................................................................................................................... 1 目次 .................................................................................................................................................................... 2 絶対最大定格........................................................................................................................................................ 3 ピン配置 .............................................................................................................................................................. 3 発注情報 .............................................................................................................................................................. 3 電気的特性 ........................................................................................................................................................... 4 標準的性能特性 .................................................................................................................................................... 9 ピン機能 ............................................................................................................................................................. 13 ブロック図 ........................................................................................................................................................... 15 動作 ................................................................................................................................................................... 16 はじめに....................................................................................................................................................................................................16 LTC3589、LTC3589-1、 およびLTC3589-2の機能比較 ................................................................................................................................17 降圧スイッチング・レギュレータ ..............................................................................................................................................................20 昇降圧スイッチング・レギュレータ ..........................................................................................................................................................24 スルーイングDACリファレンスの動作 .....................................................................................................................................................28 プッシュボタンの動作 ..............................................................................................................................................................................29 イネーブルとパワーオンのシーケンス制御 ............................................................................................................................................31 フォールト検出、 シャットダウン、 および通知 ..........................................................................................................................................32 I2C動作 .....................................................................................................................................................................................................36 熱に関する検討事項と基板のレイアウト ...............................................................................................................................................42 アプリケーション情報 ............................................................................................................................................ 44 標準的応用例....................................................................................................................................................... 46 パッケージ........................................................................................................................................................... 48 改訂履歴 ............................................................................................................................................................. 49 標準的応用例....................................................................................................................................................... 50 関連製品 ............................................................................................................................................................. 50 3589ff 2 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 絶対最大定格 （Note 1、3） SW3、SW4AB、 SW4CD ........ −0.3V～6V VIN、DVDD、SW1、SW2、 SW1、 SW2、SW3、SW4AB、 SW4CD （過渡< 1µs、 デューティ・サイクル<5%）................... −2V～7V PVIN1、PVIN2、PVIN3、PVIN4 ........................−0.3V～（VIN＋0.3V） VIN_LDO2、VIN_LDO34 ..................................−0.3V～（VIN＋0.3V） LDO1_STBY、LDO1_FB、 BUCK1_FB、BUCK2_FB、BUCK3_FB、 BB_FB、BB_OUT、 LDO2、LDO2_FB、 LDO3、 LDO4、PGOOD、 VSTB、EN1、EN2、EN3、 EN4、EN_LDO2、EN_LDO34、 EN_LDO3、 ON、PBSTAT、WAKE、RSTO、PWR_ON、 IRQ ............. −0.3V～6V SDA、SCL .............................................. −0.3V～（DVDD＋0.3V） 動作接合部温度範囲（Note 2）......................... −40°C～150°C 保存温度範囲.................................................... −65°C～150°C ピン配置 LTC3589-1/LTC3589-2 SDA DVDD BUCK2_FB BUCK3_FB LDO1_FB LDO1_STBY VIN LDO2_FB 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 VIN_LDO2 1 TOP VIEW BB_FB SDA DVDD BUCK2_FB BUCK3_FB LDO1_FB LDO1_STBY VIN LDO2_FB BUCK1_FB BB_FB TOP VIEW BUCK1_FB LTC3589 VIN_LDO2 1 30 SCL 30 SCL LDO2 2 29 PGOOD LDO2 2 29 PGOOD LDO3 3 28 VSTB LDO3 3 28 VSTB LDO4 4 27 PVIN3 LDO4 4 27 PVIN3 26 SW3 VIN_LD34 5 25 SW2 PVIN1 6 SW1 7 24 PVIN2 SW1 7 24 PVIN2 RSTO 8 23 WAKE RSTO 8 23 WAKE VIN_LD34 5 41 GND PVIN1 6 EN_LDO2 9 25 SW2 EN_LDO2 9 22 PBSTAT EN1 10 26 SW3 41 GND 22 PBSTAT EN1 10 PWR_ON SW4CD EN_LDO3 IRQ BB_OUT PVIN4 EN4 EN3 SW4AB PWR_ON SW4CD EN_LDO34 IRQ BB_OUT PVIN4 EN4 EN3 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 SW4AB 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 EN2 21 ON EN2 21 ON UJ PACKAGE 40-LEAD (6mm × 6mm) PLASTIC QFN UJ PACKAGE 40-LEAD (6mm × 6mm) PLASTIC QFN TJMAX = 125°C, θJA = 33°C/W EXPOSED PAD (PIN 41) IS GND, MUST BE SOLDERED TO PCB TJMAX = 125°C, θJA = 33°C/W EXPOSED PAD (PIN 41) IS GND, MUST BE SOLDERED TO PCB 発注情報 無鉛仕上げ テープアンドリール 製品マーキング* パッケージ 温度範囲 LTC3589EUJ#PBF LTC3589EUJ#TRPBF LTC3589UJ 40-Lead (6mm × 6mm) Plastic QFN –40°C to 125°C LTC3589IUJ#PBF LTC3589IUJ#TRPBF LTC3589UJ 40-Lead (6mm × 6mm) Plastic QFN –40°C to 125°C LTC3589HUJ#PBF LTC3589HUJ#TRPBF LTC3589UJ 40-Lead (6mm × 6mm) Plastic QFN –40°C to 150°C LTC3589EUJ-1#PBF LTC3589EUJ-1#TRPBF LTC3589UJ-1 40-Lead (6mm × 6mm) Plastic QFN –40°C to 125°C LTC3589IUJ-1#PBF LTC3589IUJ-1#TRPBF LTC3589UJ-1 40-Lead (6mm × 6mm) Plastic QFN –40°C to 125°C LTC3589HUJ-1#PBF LTC3589HUJ-1#TRPBF LTC3589UJ-1 40-Lead (6mm × 6mm) Plastic QFN –40°C to 150°C LTC3589EUJ-2#PBF LTC3589EUJ-2#TRPBF LTC3589UJ-2 40-Lead (6mm × 6mm) Plastic QFN –40°C to 125°C LTC3589IUJ-2#PBF LTC3589IUJ-2#TRPBF LTC3589UJ-2 40-Lead (6mm × 6mm) Plastic QFN –40°C to 125°C LTC3589HUJ-2#PBF LTC3589HUJ-2#TRPBF LTC3589UJ-2 40-Lead (6mm × 6mm) Plastic QFN –40°C to 150°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。 非標準の鉛仕上げの製品の詳細については、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。 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。 テープアンドリールの仕様の詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/ をご覧ください。 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 3 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 電気的特性 ●は全規定動作接合部温度範囲での規格値を意味する。 それ以外はTA = 25 Cでの値（Note 2）。VIN = PVIN1 = PVIN2 = PVIN3 = PVIN4 = VIN_LDO2 = 注記がない限り、 すべてのレギュレータはディスエーブルされている。 VIN_LDO34 = DVDD = 3.8V。 SYMBOL PARAMETER VIN Operating Input Supply Voltage, VIN ISTANDBY VIN Standby Current fOSC Oscillator Frequency CONDITIONS MIN l All Enables = 0V, PWR_ON = 0, ILDO1 = 0 2.7 l l TYP 1.8 MAX 5.5 UNITS V 8 18 µA 2.25 2.6 MHz 120 200 µA 23 40 µA 50 nA 降圧スイッチング・レギュレータ1、2、3 IVIN Pulse-Skipping Mode VIN Quiescent Current Per Buck Burst Mode® VIN Quiescent Current Per Buck VFB = 0.85V (Note 5) l l IFB Feedback Pin Input Current VFB = 0.8V –50 DX Maximum Duty Cycle VFB = 0V 100 RSW SW Pull-Down Resistance Regulators Disabled 2.5 kΩ tSS Soft-Start Rate (Note 6) 0.8 V/ms VFB(MAX) Maximum Feedback Voltage BxDTV1 = BxDTV2 = 11111, VIN = 2.7V to 5.5V VFB(LSB) Feedback LSB Step Size VFB(MIN) Minimum Feedback Voltage l 0.735 % 0.75 0.765 12.5 BxDTV1 = BxDTV2 = 00000, VIN = 2.7V to 5.5V l 0.351 l 2.0 0.3625 V mV 0.374 V 1.6A降圧スイッチング・レギュレータ（ 1 降圧1） ILIM1 Peak PMOS Current Limit SW1 2.7 A RP1 RDS(ON) of PMOS1 ISW1 = 100mA 180 mΩ RN1 RDS(ON) of NMOS1 ISW1 = 100mA 110 mΩ 1.5 1.9 A 1.8 2.3 A 1.0A/1.2A降圧スイッチング・レギュレータ2および3 ILIM2, 3 Peak PMOS Current Limit SW2 and SW3 (LTC3589) Peak PMOS Current Limit SW2 and SW3 (LTC3589-1/ LTC3589-2) l l RP2, 3 RDS(ON) of PMOS2 and PMOS3 250 mΩ RN2, 3 RDS(ON) of NMOS2 and NMOS3 130 mΩ 1.2A昇降圧スイッチング・レギュレータ（ 4 昇降圧） IVIN PWM Mode VIN Quiescent Current Burst Mode VIN Quiescent Current VBB_FB = 0.85V (Note 5) l l VBB_FB Feedback Voltage VIN = 2.7V to 5.5V, VOUT = 5.5V l VOUTBB Output Voltage Range ILIM4 Peak PMOS Current Limit SW4AB 0.776 115 19 170 35 µA µA 0.8 0.824 V 5.0 V 1.8 l IPEAK4 Forward Burst Current Limit (Switch A) ILIMR4 Reverse Current Limit (Switch D) IZERO4 Reverse Burst Current Limit (Switch D) Burst Mode Operation RP4 RDS(ON) of Switch A and Switch D RN4 ROUT4 tSS Soft-Start Rate (Note 6) IFB Feedback Pin Input Current VFB = 0.85V 2.3 Burst Mode Operation 2.9 A 600 mA 1 A 0 mA ISW4AB = ISW4CD = 100mA 160 mΩ RDS(ON) of Switch B and Switch C ISW4AB = ISW4CD = –100mA 110 mΩ BB_OUT Pull-Down Resistance Regulator Disabled 2.5 kΩ 2 –50 V/ms 50 nA 3589ff 4 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 電気的特性 ●は全規定動作接合部温度範囲での規格値を意味する。 それ以外はTA = 25 Cでの値（Note 2）。VIN = PVIN1 = PVIN2 = PVIN3 = PVIN4 = VIN_LDO2 = 注記がない限り、 すべてのレギュレータはディスエーブルされている。 VIN_LDO34 = DVDD = 3.8V。 SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS LDOレギュレータ tLDO_SS Soft-Start Time LDO2, LDO3, LDO4 100 µs RLDO_PD Output Pull-Down Resistance LDO2, LDO3, LDO4 LDO Disabled 2.5 kΩ VLDO1_FB LDO1 Feedback Voltage VLDO1 LDO1 Line Regulation ILDO1_STBY = 1mA, LDO1_STBY = 1.2V, VIN = 2.7V to 5.5V 0.15 %/V LDO1 Load Regulation ILDO1 = 0.1mA to 25mA, LDO1_STBY = 1.2V 0.1 % 常時オン・レギュレータ （LDO1_STDBY） ILDO1 Available Output Current l l 0.76 0.8 0.84 25 V mA ILDO1_SC Short Circuit Output Current Limit VDROP1 Dropout Voltage (Note 4) ILDO1 = 25mA, LDO1_STBY = 3.3V ILDO1_FB LDO1_FB Input Current VLDO1_FB = 0.85V VIN_LDO2 VIN_LDO2 Input Voltage Range IVIN_LDO2 VIN_LDO2 Quiescent Current VIN_LDO2 Shutdown Current Regulator Enabled Regulator Disabled l l IVIN VIN Quiescent Current EN_LDO2 = High l VFB2(MAX) LDO2 Maximum Feedback Voltage L2DTV1 = L2DTV2 = 11111 l 0.735 VFB2(LSB) LDO2 Feedback LSB Step Size VFB2(MIN) LDO2 Minimum Feedback Voltage L2DTV1 = L2DTV2 = 00000 VIN_LDO2 = VIN = 2.7V to 5.5V, ILDO2 = 1mA l 0.351 0.3625 LDO2 Line Regulation ILDO2 =1mA, VINLDO2 = 2.7V to 5.5V 0.01 %/V LDO2 Load Regulation ILDO2 = 1mA to 250mA 0.01 % 65 LDOレギュレータ（ 2 LDO2） 100 200 l mV –50 50 nA 1.7 VIN V 20 1 µA µA 50 85 µA 0.75 0.765 V 12 0 12.5 IOUT2 LDO2 Available Output Current ISC2 LDO2 Short-Circuit Current Limit VDROP2 Dropout Voltage (Note 4) ILDO2 = 200mA, VLDO2 = 2.5V ILDO2 = 200mA, VLDO2 = 1.2V ILDO2_FB LDO2_FB Input Current VLDO2_FB = 0.8V VIN_LDO34 VIN_LDO34 Input Range (LTC3589) VIN_LDO34 Input Range (LTC3589-1/LTC3589-2) IVIN_LDO34 VIN_LDO34 Quiescent Current VIN_LDO34 Shutdown Current IVIN VIN Quiescent Current VLDO3 LDO3 Output Voltage (LTC3589) LDO3 Output Voltage (LTC3589-1/LTC3589-2) VIN_LDO34 = VIN = 2.7V to 5V, ILDO3 = 1mA LD03 Line Regulation ILDO3 =1mA, VINLDO34 = 2.7V to 5.5V LDO3 Load Regulation ILDO3 = 1mA to 250mA l l l Regulator Enabled Regulator Disabled LDO3 Available Output Current ILDO3_SC LDO3 Short-Circuit Current Limit VDROP3 LDO3 Dropout Voltage (LTC3589) (Note 4) LDO3 Dropout Voltage (LTC3589-1/LTC3589-2) (Note 4) mA 140 350 180 500 mV mV –50 50 nA 2.35 3.0 VIN VIN V V 29 1 µA µA 50 85 µA 1.8 2.8 1.854 2.884 V V 15 0 1.746 2.716 0.01 %/V 0.05 l % 250 300 ILDO3 = 200mA, VLDO3 = 1.8V ILDO3 = 200mA, VLDO3 = 2.8V mA 600 l ILDO3 V 450 l l l l mV 0.374 250 300 LDOレギュレータ（ 3 LDO3） mA mA 450 600 mA 190 140 250 180 mV mV 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 5 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 電気的特性 ●は全規定動作接合部温度範囲での規格値を意味する。 それ以外はTA = 25 Cでの値（Note 2）。VIN = PVIN1 = PVIN2 = PVIN3 = PVIN4 = VIN_LDO2 = 注記がない限り、 すべてのレギュレータはディスエーブルされている。 VIN_LDO34 = DVDD = 3.8V。 SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS VIN VIN V V 24 1 µA µA LDOレギュレータ（ 4 LDO4） VIN_LDO34 VIN_LDO34 Input Range (LTC3589) VIN_LDO34 Input Range (LTC3589-1/LTC3589-2) IVIN_LDO34 VIN_LDO34 Quiescent Current VIN_LDO34 Shutdown Current IVIN Enabled VIN Quiescent Current 50 85 µA VLDO4 (LTC3589) LDO 4 Output Voltage ILDO4 = 1mA, L2DTV2[6:5] = 00 L2DTV2[6:5] = 01 L2DTV2[6:5] = 10 L2DTV2[6:5] = 11 l l l l 2.716 2.425 1.746 3.201 2.8 2.5 1.8 3.3 2.884 2.575 1.854 3.399 V V V V VLDO4 (LTC3589-1) (LTC3589-2) LDO 4 Output Voltage ILDO4 = 1mA, L2DTV2[6:5] = 00 L2DTV2[6:5] = 01 L2DTV2[6:5] = 10 L2DTV2[6:5] = 11 l l l l 1.164 1.746 2.425 3.104 1.2 1.8 2.5 3.2 1.236 1.854 2.575 3.296 V V V V LD04 Line Regulation ILDO4 =1mA, VINLDO4 = 2.7V to 5.5V, VOUT = 1.8V LDO4 Load Regulation ILDO4 = 1mA to 250mA ILDO4 LDO4 Available Output Current ILDO4_SC LDO4 Short-Circuit Current Limit VDROP4 LDO4 Dropout Voltage (Note 4) l l Regulator Enabled Regulator Disabled 2.35 1.7 14 0 l l l 0.01 %/V 0.05 l % 250 300 ILDO4 = 200mA, VLDO4 = 3.3V ILDO4 = 200mA, VLDO4 = 1.8V ILDO4 = 200mA, VLDO4 = 3.2V (LTC35891/LTC3589-2) mA 450 600 mA 120 190 120 160 250 160 mV mV mV 0.8 1.2 V 0.5 0.45 0.530 V V イネーブル入力 VENx_THR Threshold Rising, All Enables Low l VENx_THR2 VENx_THF2 Threshold Rising, Any Enable High Threshold Falling, Any Enable High l l RENX Input Pull-Down Resistance VVSTB_THR VVSTB_THF VSTB Pin Threshold Rising VSTB Pin Threshold Falling RVSTB Pull-Down Resistence VPWR_ONTHR VPWR_ONTHF PWR_ON Pin Threshold Rising PWR_ON Pin Threshold Falling RPWR_ON Pull-Down Resistence DVDD DVDD Input Supply Voltage IDVDD DVDD Quiescent Current VDVDD_UVLO DVDD UVLO Level ADDRESS Device Address – Write Device Address – Read VIH SDA, SCL VIL SDA, SCL SDA and SCL Input Threshold Rising SDA and SCL Input Threshold Falling IIHSCx IILSCx SDA and SCL Input Current SDA = SCL = 0V to 5.5V VOL SDA SDA Output Low Voltage ISDA = 3mA fSCL SCL Clock Operating Frequency 0.420 4.5 MΩ VSTB入力およびPWR_ON入力 l l 0.4 0.8 0.7 1.2 4.5 l l 0.4 0.8 0.7 V V MΩ 1.2 4.5 V V MΩ I2Cポート l 1.6 SCL/SDA = 0kHz 5.5 V 0.5 µA 0.8 V 01101000 01101001 70 –250 l 30 %DVDD %DVDD 250 nA 0.4 V 400 kHz 3589ff 6 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 電気的特性 ●は全規定動作接合部温度範囲での規格値を意味する。 それ以外はTA = 25 Cでの値（Note 2）。VIN = PVIN1 = PVIN2 = PVIN3 = PVIN4 = VIN_LDO2 = 注記がない限り、 すべてのレギュレータはディスエーブルされている。 VIN_LDO34 = DVDD = 3.8V。 SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS tSU_STA Repeated Start Condition Set-Up Time 0.6 µs tSU_STO Stop Condition Set-Up Time 0.6 µs tHD_DAT(O) Data Hold Time Output tHD_DAT(I) Data Hold Time Input 0 ns tSU_DAT Data Set-Up Time 100 ns tLOW SCL Clock Low Period 1.3 µs tHIGH SCL Clock High Period tf Data Fall Time CB = Capacitance of One BUS Line (pF) 20 + 0.1CB 300 tr Data Rise Time CB = Capacitance of One BUS Line (pF) 20 + 0.1CB 300 ns tSP Input Spike Supression Pulse Width 50 ns VON_TH ON Threshold Rising ON Threshold Falling 1.2 V V ION ON Input Current 100 nA µA tON_PBSTAT1 ON Low Time to PBSTAT Low tON_PBSTAT2 ON High Time to PBSTAT High 0.2 µs tON_WAKE ON Low Time to WAKE High 400 ms 0 900 0.6 ns µs ns プッシュボタン・インタフェース l l ON = VIN ON = 0V 0.4 –100 0.8 0.7 40 50 ms tON_HR ON Low Time to Hard Reset 5 s tPBSTAT_PW PBSTAT Minimum Pulse Width 50 ms tPBSTAT_BK PBSTAT Blanking from WAKE Low 1 s tWAKE_OFF Minimum WAKE Low Time 1 s tWAKE_ON WAKE High Time with PWR_ON = 0V 5 s tPWR_ON PWR_ON to WAKE High (LTC3589) PWR_ON to WAKE High (LTC3589-1/LTC3589-2) 50 2 ms ms tPWR_OFF PWR_ON to WAKE Low (LTC3589) PWR_ON to WAKE Low (LTC3589-1/LTC3589-2) 50 2 ms ms 状態出力ピン （PBSTAT、WAKE、PGOOD、RSTO、IRQ） VPBSTAT PBSTAT Output Low Voltage IPBSTAT = 3mA IPBSTAT PBSTAT Output High Leakage Current VPBSTAT = 3.8V VWAKE WAKE Output Low Voltage IWAKE = 3mA IWAKE WAKE Output High Leakage Current VWAKE = 3.8V 0.1 –0.1 0.1 –0.1 0.1 0.4 V 0.1 µA 0.4 V 0.1 µA VPGOOD PGOOD Output Low Voltage IPGOOD = 3mA IPGOOD PGOOD Output High Leakage Current VPGOOD = 3.8V VPGOOD PGOOD Threshold Rising PGOOD Threshold Falling –6 –8 % % VNRSTO LDO1 Power Good Threshold Rising LDO1 Power Good Threshold Falling –6 –8 % % VUVLO Undervoltage Lockout Rising Undervoltage Lockout Falling 2.65 2.55 VUVWARN Undervoltage Warning Rising Undervoltage Warning Falling 3 2.9 –0.1 0.4 V 0.1 µA 2.7 V V 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 7 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 電気的特性 ●は全規定動作接合部温度範囲での規格値を意味する。 それ以外はTA = 25 Cでの値（Note 2）。VIN = PVIN1 = PVIN2 = PVIN3 = PVIN4 = VIN_LDO2 = 注記がない限り、 すべてのレギュレータはディスエーブルされている。 VIN_LDO34 = DVDD = 3.8V。 SYMBOL PARAMETER CONDITIONS VRSTO RSTO Output Low Voltage IRSTO = 3mA IRSTO RSTO Output High Leakage Current VRSTO = 3.8V VIRQ IRQ Output Low Voltage IIRQ = 3mA IIRQ IRQ Output High Leakage Current VIRQ = 3.8V 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 影響を与える可能性がある。 Note 2：LTC3589はTJがTAにほぼ等しいパルス負荷条件でテストされる。 LTC3589Eは0°C～85°C の接合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 の動作接合部温度 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。LTC3589Iは−40°C～125°Cの動作接合部温度範囲で保証され、LTC3589Hは−40°C ～150°Cの全動作接合部温度範囲で保証される。高い接合部温度は動作寿命に悪影響を及 ぼす。125°Cを超える接合部温度では動作寿命はディレーティングされる。接合部温度T（単 J および電力損失PD （単位W） から次式に従って計算される。 位°C） は、 周囲温度T（ A 単位°C） （PD • θJA） TJ = TA＋ ここで、 パッケージの接合部から周囲までの熱抵抗θJA = 33°C/W。 MIN TYP MAX 0.1 0.4 V 0.1 µA 0.4 V 0.1 µA –0.1 0.1 –0.1 UNITS これらの仕様と調和する最大周囲温度は、基板レイアウト、 パッケージの定格熱インピーダン スおよび他の環境要因と関連した特定の動作条件によって決まることに注意。 Note 3：LTC3589には短時間の過負荷状態のあいだデバイスを保護するための過温度保護が 備わっている。過温度保護がアクティブなとき接合部温度は150°Cを超える。規定された最大 動作温度を超えた動作が継続すると、 デバイスの信頼性を損なうおそれがある。 Note 4：VIN = VIN_LDO = 4.3Vで測定されたVLDOよりVLDOが3%低くなるとき、 LDO1の損失電圧は その他のLDOの損失電圧は （VIN_LDO−VLDO） と定義される。 （VIN−VLDO）、 Note 5：スイッチング周波数で供給されるゲート電荷により、 動作時電源電流は増加する。 Note 6：ユニティゲイン・モードのレギュレータのエラーアンプによってテスト・モードで測定さ れたソフトスタート。 3589ff 8 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 標準的性能特性 注記がない限り、VIN = 3.8V、TA = 25 C。 IVIN （スタンバイ時） とVIN 250 14 12 LDO2∼LDO4のIVINとVIN 900 600 ENABLE TWO LDOs 150 IVIN (µA) IVIN (µA) IVIN (µA) 6 ENABLE ONE LDO 100 3.0 3.5 4.0 VIN (V) 4.5 5.0 0 2.5 5.5 3.0 3.5 4.0 VIN (V) 4.5 5.0 IVIN (µA) 60 ENABLE ONE BUCK 400 20 200 3.0 3.5 4.0 VIN (V) 4.5 5.0 ALL REGULATORS ENABLED PULSE-SKIPPING MODE 発振器周波数と温度 2.10 2.05 2.00 STANDBY (ONLY LDO1 ON) 0 110 70 TEMPERATURE (°C) 150 Burst Mode OPERATION 50 25 50 75 100 125 TEMPERATURE (°C) 0 2.5 150 3.0 3.5 4.0 VIN (V) 5.0 4.5 昇降圧レギュレータの効率とIOUT 100 0.8 90 0.6 80 0.4 0.2 0 –0.2 –0.4 –0.8 2.5 VIN = 3.8V 60 50 PWM MODE 40 30 VOUT = 5.0V VOUT = 2.5V VOUT = 3.3V 10 3.5 4.5 4.0 VIN (V) 3589 G07 5.0 5.5 3589 G08 BURST 70 20 3.0 5.5 3589 G06 1.0 –0.6 30 200 100 EFFICIENCY (%) PERCENT CHANGE (%) 2.25 –10 250 スイッチング周波数の変化とVIN 2.15 PWM MODE 300 3589 G05 2.30 5.5 150 3589 G04 1.95 –50 350 ALL REGULATORS ENABLED Burst Mode OPERATION 0 –50 –25 5.5 2.20 5.0 4.5 昇降圧レギュレータのIVINとVIN 600 40 0 2.5 4.0 VIN (V) 400 800 ENABLE TWO BUCKS 3.5 450 IVIN (µA) 80 入力電源電流と温度 1000 ENABLE THREE BUCKS 3.0 3589 G03 1200 Burst Mode OPERATION 100 0 2.5 5.5 3589 G02 降圧スイッチング・レギュレータの IVINとVIN IVIN (µA) ENABLE ONE BUCK 100 22554 G01 FREQUENCY (MHz) 400 200 50 0 2.5 120 ENABLE TWO BUCKS 500 300 4 2 ENABLE THREE BUCKS 700 10 8 PULSE-SKIPPING MODE 800 ENABLE THREE LDOs 200 降圧スイッチング・レギュレータの IVINとVIN 0 0.01 0.1 1 10 100 LOAD CURRENT (mA) 1000 3589 G9 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 9 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 標準的性能特性 注記がない限り、VIN = 3.8V、TA = 25 C。 降圧スイッチング・レギュレータ1の 効率とIOUT 90 90 BURST 80 70 60 PWM MODE 50 40 30 20 0 0.01 0.1 1 10 100 LOAD CURRENT (mA) 90 70 60 50 FORCED CONTINUOUS 40 30 1000 0.1 1 10 100 LOAD CURRENT (mA) 降圧スイッチング・レギュレータ3の 効率とIOUT EFFICIENCY (%) FORCED CONTINUOUS 40 30 PULSE-SKIPPING 0 0.01 0.1 1 10 100 LOAD CURRENT (mA) 1000 3589 G12 昇降圧レギュレータの と温度 RDS（ON） 0.40 0.25 0.35 BURST 70 PULSESKIPPING 60 50 0.20 0.30 FORCED CONTINUOUS 40 30 PMOS BUCK2, 3 PMOS 0.25 BUCK1 PMOS 0.20 BUCK2, 3 NMOS 0.15 0.10 20 BUCK1 NMOS 0.15 NMOS 0.10 0.05 0.05 10 0 0.01 0.1 1 10 100 LOAD CURRENT (mA) 0 –50 1000 –10 30 110 70 TEMPERATURE (°C) 3589 G13 2.0 BUCK2, BUCK3 1.5 1.0 0 –50 –25 3.0 PEAK LIMIT 0 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 25 50 3589 G16 110 30 70 TEMPERATURE (°C) 150 3589 G15 降圧スイッチング・レギュレータの ソフトスタート 2.5 CLAMP LIMIT VOUT 500mV/DIV 2.0 IL 200mA/DIV 1.5 1.0 200µs/DIV 0.5 0.5 –10 3.5 BUCK1 BUCK2, BUCK3 (LTC3589-1/LTC3589-2) 0 –50 昇降圧スイッチング・レギュレータの 電流制限と温度 CURRENT LIMIT (A) 2.5 150 3589 G14 降圧スイッチング・レギュレータの 電流制限と温度 3.0 CURRENT LIMIT (A) 50 降圧スイッチング・レギュレータの と温度 RDS（ON） VOUT = 3.3V 80 3.5 60 3589 G11 RDS(ON) (Ω) 90 70 10 1000 3589 G10 100 BURST 20 PULSE-SKIPPING 10 0 0.01 VOUT = 1.8V 80 BURST 20 VIN = 5.0V VIN = 4.2V VIN = 3.0V 10 100 VOUT = 1.2V 80 EFFICIENCY (%) EFFICIENCY (%) 100 VOUT = 3.3V RDS(ON) (Ω) 100 降圧スイッチング・レギュレータ2の 効率とIOUT EFFICIENCY (%) 昇降圧レギュレータの効率とIOUT 0 –50 –25 0 3589 G18 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 3589 G17 3589ff 10 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 標準的性能特性 注記がない限り、VIN = 3.8V、TA = 25 C。 昇降圧スイッチング・レギュレータの ソフトスタート 降圧スイッチング・レギュレータ1の 負荷ステップ 動的電圧スルー PULSE-SKIPPING MODE 1V/DIV VOUT VOUT 1V/DIV VOUT 50mV/DIV PGOOD 5V/DIV 500mA/DIV IL 100µs/DIV ILOAD VSTB 5V/DIV 1A/DIV 200µs/DIV 3589 G19 降圧スイッチング・レギュレータ1の 負荷ステップ 40µs/DIV 3589 G20 LOAD CAPACITANCE = 44µF 昇降圧スイッチング・レギュレータ1の 負荷ステップ 昇降圧スイッチング・レギュレータの 最大負荷電流とVIN 2.5 Burst Mode OPERATION VOUT 200mV/DIV ILOAD 2.0 LOAD CURRENT (A) VOUT 50mV/DIV ILOAD 1A/DIV 1A/DIV 40µs/DIV 40µs/DIV LOAD CAPACITANCE = 22µF 3589 G22 LOAD CAPACITANCE = 44µF 3589 G21 VRRCR = 1.75mV/µs 1.5 1.0 0.5 3589 G23 0 2.5 VOUT = 1.5V VOUT = 3.3V VOUT = 5V 3.0 3.5 4.0 VIN (V) 4.5 5.0 5.5 3589 G24 LDO1の出力変化とVIN 0.5 VLDO1 = 25mA 0.0 CHANGE IN VLDO1 (%) DROPOUT VOLTAGE (mV) VLDO1 = 1.8V 400 300 VLDO1 = 3.3V 200 100 0 –50 –25 80 –0.5 –1.0 VLDO1 = 1.2V VLDO1 = 1.8V VLDO1 = 2.8V VLDO1 = 3.3V –1.5 0 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 25 50 –2.0 2 3 4 5 VIN (V) 3589 G25 3589 G26 SHORT-CIRCUIT CURRENT (mA) LDO1の損失電圧と温度 500 LDO1の短絡電流と温度 70 60 50 40 30 20 –50 –25 0 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 3589 G27 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 11 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 標準的性能特性 注記がない限り、VIN = 3.8V、TA = 25 C。 LDO2、 LDO3、 LDO4の LDO2、 LDO3、 LDO4の 損失電圧と温度 500 短絡電流と温度 500 300 VLDO = 1.8V 200 VLDO = 3.3V 100 500 400 SHORT-CIRCUIT CURRENT (mA) VLDO = 1.2V 400 DROPOUT VOLTAGE (mV) DROPOUT VOLTAGE (mV) LDO2、 LDO3、 LDO4の 損失電圧と負荷電流 VLDO = 1.2V 300 VLDO = 1.8V 200 100 VLDO = 3.3V 0 –50 –25 0 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 0 0 50 100 3589 G28 1V/DIV 400 350 300 250 200 –50 –25 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 3589 G30 LDO2、 LDO3、 LDO4の 負荷ステップ応答 VLDO3 =1.8V 0 3589 G29 LDO2、 LDO3、 LDO4の イネーブル応答 VLDO4 =2.8V 250 150 200 LOAD CURRENT (mA) 450 VLDO 50mV/DIV LDO1の負荷ステップ応答 VLDO1 50mV/DIV 1.8V 1.2V VLDO2 =1.2V 20mA 220mA ILDO1 10mA/DIV ILDO 100mA/DIV VEN_LDO2,VEN_LDO34 1mA 10mA 100µs/DIV 3589 G31 10µs/DIV 3589 G32 LOAD CAPACITANCE = 1µF 40µs/DIV 3589 G33 LOAD CAPACITANCE = 1µF 3589ff 12 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 ピン機能 VIN_LDO2 （ピン1） ：LDO2の電源入力。 このピンは、1μF以上の SW4AB （ピン12） ：昇降圧スイッチング・レギュレータ4のスイッ セラミック・コンデンサを使ってグランドにバイパスする必要が あります。 チ・ピン。昇降圧内部パワースイッチAとBに接続されています。 このピンとSW4CD （ピン19） の間にインダクタを接続します。 LDO2 （ピン2） ：LDO2の出力電圧。公称出力電圧は、I2Cレジス EN3（ピン13） ：降圧スイッチング・レギュレータ3をイネーブル します。降圧スイッチング・レギュレータ3をイネーブルするアク ティブ H 入力です。 フロート状態のままにすると、EN3は弱い プルダウンによって L に強制されます。 タによって制御されるDACリファレンスにサーボ制御する帰 還抵抗分割器によって設定されます。 このピンは、1μF以上の セラミック・コンデンサを使ってグランドにバイパスする必要が あります。 LDO3（ピン3） ：LDO3の出力電圧。公称出力電圧は1.8Vまた は2.8V（LTC3589-1/LTC3589-2） に固定されています。 このピ ンは、1μF以上のセラミック・コンデンサを使ってグランドにバ イパスする必要があります。 EN4 （ピン14） ：昇降圧スイッチング・レギュレータ4をイネーブ ルします。昇降圧スイッチング・レギュレータ4をイネーブルする アクティブ H 入力です。 フロート状態のままにすると、EN4は 弱いプルダウンによって L に強制されます。 PVIN4 （ピン15） ：昇降圧スイッチング・レギュレータ4の電源入 LDO4 （ピン4） ：LDO4の出力電圧。I Cポートを介して出力電圧 を選択します。 このピンは、1μF以上のセラミック・コンデンサを 使ってグランドにバイパスする必要があります。 このピンは、4.7μF以上 力。 このピンはVIN電源に接続します。 のセラミック・コンデンサを使ってグランドにバイパスする必要 があります。 VIN_LDO34 （ピン5） ：LDO3とLDO4の電源入力。 このピンは、1μF BB_OUT （ピン16） ：昇降圧スイッチング・レギュレータ4の出力 2 以上のセラミック・コンデンサを使ってグランドにバイパスする 必要があります。 電圧。 このピンは、22μF以上のセラミック・コンデンサを使って グランドにバイパスする必要があります。 PVIN1 （ピン6） ：降圧スイッチング・レギュレータ1の電源入力。 このピンはVIN電源に接続します。 このピンは、4.7μF以上のセ ラミック・コンデンサを使ってグランドにバイパスする必要があ ります。 IRQ （ピン17） ：割り込み要求出力。 パワーグッド、低電圧、 およ び過温度による警告状態とフォールト状態では、 オープンドレ イン・ドライバが L になります。IRQはI2C CLIRQコマンド・レ ジスタへの書き込みによってクリアします。 SW1 （ピン7） ：降圧スイッチング・レギュレータ1のスイッチ・ピ ン。降圧スイッチング・レギュレータ1のインダクタの片側をこの ピンに接続します。 EN_LDO34 （ピン18） ：LTC3589のLDO3およびLDO4をイネー ブルするロジック入力。LDO3とLDO4をイネーブルするアク ティブ H 入力です。LDO4は、I2Cコマンド・レジスタOVENま たはL2DTV2を使用し、I2Cソフトウェア・コマンドによってディ スエーブルします。 フロート状態のままにすると、EN_LDO34は 弱いプルダウンによって L に強制されます。 RSTO （ピン8） ：リセット出力。常時オンのレギュレータLDO1が レギュレーション電圧を下回った場合と、 プッシュボタン入力 によってハードリセットが開始された場合は、 オープンドレイ ン出力が L になります。 EN_LDO2（ ピン 9 ） ：LDO2をイネーブルするロジック入力。 LDO2をイネーブルするアクティブ H 入力です。 フロート状態 のままにすると、EN_LDO2は弱いプルダウンによって L に強 制されます。 EN1（ピン10） ：降圧スイッチング・レギュレータ1をイネーブル します。降圧スイッチング・レギュレータ1をイネーブルするアク ティブ H 入力です。 フロート状態のままにすると、EN1は弱い プルダウンによって L に強制されます。 EN2（ピン11） ：降圧スイッチング・レギュレータ2をイネーブル します。降圧スイッチング・レギュレータ2をイネーブルするアク ティブ H 入力です。 フロート状態のままにすると、EN2は弱い プルダウンによって L に強制されます。 EN_LDO3 （ピン18） ：LTC3589-1/LTC3589-2のLDO3をイネー ブルするロジック入力。LDO3をイネーブルするアクティブ H 入力です。 フロート状態のままにすると、EN_LDO3は弱いプル ダウンによって L に強制されます。 SW4CD （ピン19） ：昇降圧スイッチング・レギュレータ4のスイッ チ・ピン。昇降圧内部パワースイッチCとDに接続されています。 このノードとSW4AB （ピン12） の間にインダクタを接続します。 PWR_ON（ピン20 ） ：外部パワーオン。パワーオン・シーケンス が正常に終了したことをアクノリッジするハンドシェーク・ピン です。 パワーオン状態を保つには、WAKEが H になってから 5秒以内にPWR_ONを H にする必要があります。H にドラ イブしてWAKE出力をアクティブにするために使用できます。 WAKEをシャットダウンするには L にします。 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 13 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 ピン機能 ON （ピン21） ：プッシュボタン入力。 フロート状態のままにする と、ONは弱い内部プルアップによって H に強制されます。 こ のピンは、ONからグランドに接続された通常オープン状態の プッシュボタンにより L 状態に強制されます。 PBSTAT （ピン22） ：プッシュボタンの状態。 プロセッサの割り込 みに使うオープンドレイン出力。PBSTATはONプッシュボタン・ ピンの状態を反映します。PBSTATには、 デバウンスのためON ピンに対して50msの遅延があります。 WAKE （ピン23） ：システム・ウェイクアップ。 プッシュボタン操作 またはPWR_ON入力によって信号が送られると、 オープンドレ イン・ドライバ出力が H になります。 レギュレータのイネーブ ル・ピンにこのピンを接続することによって、 ピン・ストラップに よるパワーアップ・シーケンスを開始することができます。 PVIN2 （ピン24） ：降圧スイッチング・レギュレータ2の電源入力。 このピンはVIN電源に接続します。 このピンは、4.7μF以上のセ ラミック・コンデンサを使ってグランドにバイパスする必要があ ります。 SW2 （ピン25） ：降圧スイッチング・レギュレータ2のスイッチ・ピ ン。降圧スイッチング・レギュレータ2のインダクタの片側をこの ピンに接続します。 SW3 （ピン26） ：降圧スイッチング・レギュレータ3のスイッチ・ピ ン。降圧スイッチング・レギュレータ3のインダクタの片側をこの ピンに接続します。 PVIN3 （ピン27） ：降圧スイッチング・レギュレータ3の電源入力。 このピンはVIN電源に接続します。 このピンは、4.7μF以上のセ ラミック・コンデンサを使ってグランドにバイパスする必要があ ります。 VSTB （ピン28） ：電圧スタンバイ。VSTBが L のときは、 コマン ド・レジスタVCCRのビット値によってDACリファレンス・レジ スタが選択されます。 VSTBが H のときは、 DACリファレンス・ レジスタはxxDVT2レジスタに強制されます。VSTBを使用し ない場合は、 グランドに接続します。 PGOOD （ピン29） ：パワーグッド出力。 いずれかのレギュレータ がパワーグッド・スレッショルドを下回ったときと、 レギュレー タが動的電圧スルー中は、I 2Cレジスタでディスエーブルされ ていない限りオープンドレイン出力が L になります。 すべての レギュレータがディスエーブルされているときは L になりま す。 SCL （ピン30） ：I2Cシリアル・ポート用のクロック入力ピン。I2Cの ロジックレベルは、DVDDを基準にスケーリングされます。 SDA （ピン31） ：I2Cシリアル・ポート用のデータ入力ピン。I2Cの ロジックレベルは、 DVDDを基準にスケーリングされます。 DVDD （ピン32） ：I2Cシリアル・ポート用電源電圧。 このピンは、 SCLおよびSDA I2Cピンのロジック・リファレンス・レベルを設 定します。DVDDを1V未満にすると、I2Cレジスタがパワーオン 状態にリセットされます。SCLとSDAのロジックレベルはDVDD を基準にスケーリングされます。 このピンとグランドの間には 0.1μFのデカップリング・コンデンサを接続します。 BUCK2_FB （ピン33） ：降圧スイッチング・レギュレータ2の帰還 入力。降圧スイッチング・レギュレータ2の出力からこのピンと グランドに接続された抵抗分割器を使用して、 フルスケールの 出力電圧を設定します。 BUCK3_FB （ピン34） ：降圧スイッチング・レギュレータ3の帰還 入力。降圧スイッチング・レギュレータ3の出力からこのピンと グランドに接続された抵抗分割器を使用して、 フルスケールの 出力電圧を設定します。 LDO1_FB （ピン35） ：LDO1の帰還入力。LDO1_STDBYからこ のピンとグランドに接続された抵抗分割器を使用して、出力 電圧を設定します。 LDO1_STBY（ピン36 ） ：常時オンLDO1の出力。 このピンは、 ウォッチドッグ・マイクロプロセッサやリアルタイム・クロック などの軽負荷に有効な常時オンの電源電圧を供給します。 LDO1_STBYとグランドの間に1μFのコンデンサを接続しま す。 VIN （ピン37） ：電源電圧入力。 このピンは、1μF以上のセラミッ ク・コンデンサを使ってグランドにバイパスする必要がありま す。 LDO2_FB （ピン38） ：LDO2の帰還入力。LDO2_OUTからこの ピンとグランドに接続された抵抗分割器を使用して、 フルス ケールの出力電圧を設定します。 BUCK1_FB （ピン39） ：降圧スイッチング・レギュレータ1の帰還 入力。降圧スイッチング・レギュレータ1の出力からこのピンと グランドに接続された抵抗分割器を使用して、 フルスケールの 出力電圧を設定します。 BB_FB （ピン40） ：昇降圧スイッチング・レギュレータ4の帰還入 力。BB_OUTからこのピンとグランドに接続された抵抗分割 器を使用して、 出力電圧を設定します。 GND（露出パッド・ピン41） ：グランド。熱伝達を最大にするた め、LTC3589の直下に配置された複数の相互接続ビアを使っ て、露出パッドをプリント回路基板の2番目の層にある切れ目 のないグランド・プレーンに接続する必要があります。 3589ff 14 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 ブロック図 VIN PVIN4 BB_OUT VREF 0.8V TO VIN AT 25mA BUCK-BOOST SW4AB VREF LDO1_STDBY OK LDO1_FB 1.8V TO 5.0V AT 1.2A SW4CD ALWAYS ON LDO1 EN OK BB_FB IRQ PVIN1 ON (PB) BUCK 1 PBSTAT WAKE CONTROL + SEQUENCE EN PWR_ON SW1 OK VSTB VREF DAC BUCK1_FB EN1 EN-PINS EN2 PVIN2 EN-I2C EN3 BUCK 2 EN4 EN_LDO2 EN EN_LDO34 OK EN_LDO3 (LTC3589-1/ LTC3589-2) 0.5V TO VIN AT 1.6A SW2 0.5V TO VIN AT 1A/1.2A VREF DAC n BUCK2_FB DVDD SDA PVIN3 I2C SCL BUCK 3 PGOOD EN SW3 OK VREF DAC RSTO 0.5V TO VIN AT 1A/1.2A 7 BUCK3_FB POWER GOOD VIN_LDO2 DAC VREF LDO2 LDO2 EN OK 0.36V TO VIN AT 250mA LDO2_FB VIN_LDO34 LDO4 1.8V, 2.5V, 2.8V, 3.3V (LTC3589) 1.2V, 1.8V, 2.5V, 3.2V (LTC3589-1/ LTC3589-2) AT 250mA LDO4 VREF VREF EN OK EN OK GND (EXPOSED PAD) LDO3 LDO3 1.8V (LTC3589) 2.8V (LTC3589-1/ LTC3589-2) AT 250mA 3589 BD 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 15 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 はじめに LTC3589は、携帯型マイクロプロセッサおよび周辺機器用の 統合されたパワーマネージメント・ソリューションです。 この デバイスは、 プロセッサのコア、SDRAM、 システム・メモリ、PC カード、常時オンのリアルタイム・クロック、HDDといった機能 への電力供給用に合計8つの電圧レールを生成します。電圧 レールを供給するのは、常時オンの低消費電流25mA LDO 1個、1.6A降圧レギュレータ1個、1A（LTC3589-1/LTC3589-2 では、1.2A）降圧レギュレータ2個、1.2A昇降圧レギュレータ1 個、250mA低損失レギュレータ3個です。 これら複数のレギュ レータは、高度な設定が可能なパワーオン・シーケンス制御 機能、動的電圧スルーDACによる出力電圧制御、 プッシュボ タン・インタフェース・コントローラ、I2Cインタフェースを介した レギュレータ制御、 さらに広範な状態出力と割り込み出力など の機能を備えています。 LTC3589は2.7V∼5.5Vの入力電源範囲で動作します。 250mA LDOレギュレータの入力電源は、低出力電圧時の電力損失を 制限するために1.7Vという低電圧でも動作可能です。 常時オンLDO1の出力電圧は抵抗により最小0.8Vまでプログ ラム可能で、25mAの電流を供給することができます。常時オ ンLDOのみがアクティブな状態でLTC3589が消費する電流 は、 わずか8μA（標準） です。常時オンLDO1は、 メモリとRTC機 能をできるだけ長く維持するために、VINレベルが2.0V（標準） に低下するまで動作を継続します。 それぞれの250mAレギュレータは、独自の出力電圧設定を有 しています。LDO3は1.8V（LTC3589-1/LTC3589-2では、2.8V） の固定出力です。LDO4はI 2Cインタフェースを介して4つの出 力レベルを選択できます。可能な出力は1.8V、2.5V、2.8V、 3.3V（LTC3589-1/LTC3589-2では、1.2V、1.8V、2.5V、3.2V） で す。LDO2は動的スルーDACのセットポイントをベースにしたリ ファレンスと、抵抗分割器で出力電圧範囲を設定するための 外部帰還ピンを備えています。各LDOの消費電流は60μA（標 準） です。 LTC3589は、内部補償された固定周波数の電流モード降圧 スイッチング・レギュレータを3個内蔵しており、2個は1Aの出 力電流を、1個は1.6Aの出力電流を供給可能です。LTC35891/LTC3589-2の降圧レギュレータはそれぞれ1.2A、1.2A、1.6A を供給可能です。降圧レギュレータのスイッチング周波数は 2.25Hzまたは1.125Hzで、 これは、I 2Cコマンド・レジスタを使い それぞれの降圧レギュレータで個別に選択されます。パワー オン時のデフォルト周波数は2.25MHzです。各降圧レギュレー 16 タは、動的スルーDACベースの入力リファレンスと、 出力電圧 範囲を設定するための外部帰還ピンを備えています。降圧レ ギュレータの3つの動作モード （パルス・スキップ、バースト、 ま 2 たは強制連続） は、 I Cインタフェースを使って設定します。 パル ス・スキップ・モードでは、 レギュレータは100%のデューティ・ サイクルをサポートします。低出力負荷で最大の効率を得る には、Burst Mode動作を選択してください。強制連続モードで は、軽負荷時の出力電圧リップルが最小になります。 4スイッチ昇降圧DC/DC電圧モード・コンバータは、 ユーザー がプログラムできる1.8V∼5Vの出力電圧レールを生成します。 この昇降圧コンバータは独自のスイッチング・アルゴリズムを 使用し、必要とされる電圧レールよりも高い入力電圧、低い入 力電圧、 あるいは同じ入力電圧で効率の高い低ノイズの動作 を維持します。昇降圧エラーアンプは固定0.8Vのリファレンス を使用し、 出力電圧は外付けの抵抗分割器によって設定され ます。Burst Mode動作は、I2C制御レジスタを介してイネーブル されます。昇降圧コンバータ用の外付け補償部品は不要です。 3つの降圧レギュレータとLDO2のリファレンス入力は、選択可 能なスルーレートで出力電圧がランプアップまたはランプダ ウンする5ビットD/Aコンバータです。 スルーの終点電圧と選 択ビットは、DACごとにI 2Cレジスタに保存されます。I2Cコマン ド・レジスタ内の選択ビットは、 それぞれの目標電圧に対して どのレジスタを使用するかを選択します。 リファレンスのスルー 2 レートは可変で、I Cレジスタ内で0.88mV/μs∼7mV/μsの範囲 で選択できます。4つのDACはそれぞれ、電圧レジスタ、電圧 選択レジスタ、 およびスルーレート制御レジスタを個別に持っ ています。 LTC3589は、WAKE出力のアクティブ化、PBSTATピンを介し たプッシュボタン状態表示、およびレギュレータのハード･リ セット・シャットダウン開始のためのブッシュボタン制御回路 を備えています。 プッシュボタンを使ってONピンを400msにわ たって接地すると、WAKEピンが H に強制されます。WAKE ピン出力は、パワーオン・シーケンスの最初のレギュレータの イネーブル・ピンに接続することができます。 パワーオン状態に なった後で50msより長くボタンを押すと、 それがPBSTAT出力 に反映されます。ONを5秒間 L に維持するとすべてのレギュ レータがディスエーブルされてWAKEピンが L になり、 さらに RSTOが1秒間 L になってハードリセットが行われたことをプ ロセッサに知らせます。 ハードリセット後はすべてのレギュレー タがイネーブルされ、1秒間プッシュボタン入力ができなくなり ます。 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 3589ff LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 LTC3589は、 レギュレータをイネーブルし、 イネーブルのシー ケンスを制御するための柔軟なオプションを備えています。 レギュレータは、入力ピンまたはI2Cシリアル・ポートを使用し てイネーブルします。 パワーオン・シーケンスを決定するには、 パワーアップする最初のレギュレータのイネーブル・ピンを WAKEピンに接続します。 さらに最初のレギュレータの出力を 2番目のレギュレータのイネーブル・ピンに接続し、以降同様に ピンを接続していきます。 1つまたは複数のレギュレータを任意 のシーケンスで起動することが可能です。 それぞれのイネーブ ル・ピンには、 ピンとレギュレータの内部イネーブルの間に200μs （標準） の遅延があります。 システム・コントローラが電源レー ルのアップを確認したら、 コントローラはWAKEをアクティブに 起動シーケ するためにPWR_ONを H にする必要があります。 ンス制御が正しく行われるようにするために、 レギュレータの 各出力を再度イネーブルする前に300mV未満に放電する必 要があり、 これらの出力は電圧コンパレータによってモニタさ れます。 レギュレータが自身のイネーブル・ピンを実効的に無 視しながらI 2Cレジスタのイネーブルには対応するよう設定を 行う、 ソフトウェア制御のコマンド・レジスタ機能を使用するこ とができます。 この機能は、 ピン・ストラップされたレギュレータ の組み合わせをソフトウェアのみで制御可能にし、 システムの 省電力モードの実装に有効です。 キープアライブ・モードは、 選択したレギュレータが通常のシャットダウン時にオフするの を防ぎます。 キープアライブ・モードでは、LTC3589は正常にパ ワーダウンして次の起動シーケンスに備えますが、選択された レギュレータは、 システム・スタンバイ・モード中にメモリその他 の機能に電力を供給するためオン状態に保たれます。 LTC3589は、高温にさらされた場合、VINが低電圧となった場 合、 およびレギュレータ出力電圧が長時間にわたって低下し たままの場合は、 すべてのレギュレータをシャットダウンして WAKEピンを L にします。ハード・シャットダウンの状態は、 IRQ状態ピンとIRQSTAT状態レジスタによって通知されます。 LTC3589のI2Cシリアル・ポートにはそれぞれのレギュレータを 制御するための13個のコマンド・レジスタと、各レギュレータの パワーグッド状態をモニタするための読み出し専用レジスタ1 個、IRQイベントの原因を読み取るための読み出し専用レジス タ1個、 およびクリアIRQコマンド・レジスタ1個が含まれていま す。LTC3589のI2Cは、 すべてのレジスタのランダム・アドレス指 定をサポートしています。 LTC3589、 LTC3589-1、 およびLTC3589-2の機能比較 LTC3589、LTC3589-1、 およびLTC3589-2の機能の違いを表1 に示します。 表1.LTC3589、LTC3589-1、 およびLTC3589-2の機能の違い LTC3589 LTC3589-1 LTC3589-2 パワーオン禁止 イネーブル遅延 1秒 <2ms <2ms 降圧レギュレータ 2 の電流出力 1A 1.2A 1.2A 降圧レギュレータ 3 の電流出力 1A 1.2A 1.2A PGOOD フォルト・ デフォルトで タイムアウト イネーブル。 I2C でディス エーブル。 デフォルトで ディスエーブ ル。I2Cでイネー ブル。 デフォルトで ディスエーブ ル。I2C でイ ネーブル。 PWR_ON から WAKE までの遅延 50ms 2ms 2ms LDO3 の VOUT 1.8V 2.8V 2.8V LDO4 の VOUT 1.8V、2.5V、 2.8V*、3.3V 1.2V*、1.8V、 2.5V、3.2V 1.2V*、1.8V、 2.5V、3.2V I2C I2C * デフォルトの VOUT を示す。 デフォルトの LDO4 LDO34_EN イネーブル ピン 出力 < 300mV を 待ってからイネー ブル デフォルトで設 デフォルトで有 デフォルトで 定有効。I2C で 効。I2C で選択。 無効。I2C で 選択。 選択。 ディスエーブル時 「出力 < 300mV」「出力 < 300mV」 常に有効 に 2k の放電抵抗 となるのを待っ となるのを待っ を挿入 てからイネーブ てからイネーブ ルする起動の場 ルする起動の場 合に設定有効 合に設定有効 LTC3589の動作の詳細については以下のセクションで説明し ます。 常時オンLDO LTC3589は低消費電流の低損失レギュレータを内蔵してお り、 このレギュレータはVINに有効な電力が供給されていれば 常にオン状態に保たれます。常時オンLDOは、VINが2.0V（標 準） より低くなるまでアクティブな状態に維持されます。 これ は、実質的にLTC3589の他のすべての回路の低電圧スレッ ショルドである2.5Vよりも低い値です。常時オンLDOは、 スタ ンバイ状態のマイクロコントローラ、 リアルタイム・クロック、 そ の他のキープアライブ回路に電力を供給するために使われま 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 17 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 す。 このLDOは25mAの負荷に対応できることが保証されてい ます。補償のため、1μFの低インピーダンス・セラミック・バイパ ス・コンデンサをLDO1_STBYとGNDの間に接続する必要が あります。LDO1_STBYがそのレギュレーション目標を8%下回 ると、パワーグッド・モニタがRSTOを少なくとも14ms（ 標準） L にします。LDO1_STBYの低電圧状態は、PGOOD状態レ ジスタに通知されます。LDO1の出力電圧は、図1に示すように LDO1_STBYから帰還ピンLDO1_FBに接続された抵抗分割 器によって設定されます。 ⎛ R1⎞ VLDO _ STBY = 0.8 • ⎜1+ ⎟(V) ⎝ R2⎠ LDO1_STBYは、短絡および過負荷から保護されています。 + – VIN LDO1_STBY R1 1µF LDO1_FB 3589 F01 LDOレギュレータ2 LTC3589の動的スルーDACの1つは、LDO2のリファレンス 入力として機能します。LDO2の出力範囲は、図2に示すよう にLDO2から帰還ピンLDO2_FBに接続された抵抗分割器に よって設定されます。LDO2の出力電圧は次の式を使って設定 します。 ⎛ R1⎞ VOUT = ⎜1+ ⎟ • (0.3625 + L2DTVx • 0.0125) ⎝ R2⎠ R1の標準的な値は40k∼1Mの範囲です。 0.8V システム内でのLDOの電力損失を低減するために、 レギュ レータは、 メインVIN電源より低い専用電源入力を備えていま す。LDO2、LDO3、 およびLDO4の各出力ピンには、低ESRの 1μFコンデンサを接続します。 R2 L2DTVxは、LDO2動的目標電圧1（L2DTV1） コマンド・レジ スタまたはLDO2動的目標電圧2（L2DTV2） コマンド・レジス タに格納される5ビット・ワードです。L2DTVx[4-0]のデフォル ト値は11001で、0.675Vのリファレンス電圧が出力されます。 LDO2は、出力電圧イネーブル（OVEN） コマンド・レジスタの ビット4に1を書き込むか、LDO2_ENピンを H にすることに よってイネーブルされます。LDO2の DACリファレンスを低い 電圧にスルーするコマンドが与えられると、組み込みの2.5kプ ルダウン抵抗がLCO2出力に接続されます。 図1. 常時オンLDOのアプリケーション回路 PVIN EA LDO2 250mA LDOレギュレータ LTC3589の3個のLDOレギュレータは、 それぞれ最大250mA の出力を供給します。LDOレギュレータは、 ピン入力または 2 I Cコマンド・レジスタによってイネーブルされます。EN_LDO2 ピンがLDO2をイネーブルし、LTC3589のEN_LDO34ピンが LDO3とKDO4をイネーブルします。I2Cコマンド・レジスタ・ビッ トを使用してLDO4をEN_LDO34ピンから分離し、 コマンド・ レジスタのみでLDO4を制御することもできます。LTC3589-1/ LTC3589-2のEN_DO3ピンはLDO3のみをイネーブルします。 LDO4はI2Cコマンド・レジスタでのみ制御されます。 すべての レギュレータが電流制限保護回路を備えており、LTC3589の デフォルト動作では、LD0レギュレータがディスエーブルされ ると、2.5kのプルダウン抵抗がレギュレータ出力に接続されま す。 0.3625V TO 0.75V R1 1µF FB DAC R2 5 3589 F02 図2. LDO2アプリケーション回路 3589ff 18 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 LDO2の制御に使用するI2Cコマンド・レジスタの設定を表2に 示します。 表2. LDO 2のコマンド・レジスタの設定 コマンド・レジスタ [ビット] 値 設定 OVEN[4] 0* 1 ディスエーブル イネーブル SCR2[4] LTC3589/LTC3589-1 0* 「出力<300mV」となるまで待ってからイネーブル 1 直ちにイネーブル SCR2[4] LTC3589-2 0* 直ちにイネーブル 1 「出力<300mV」となるまで待ってからイネーブル VCCR[5] 0* 1 VCCR[6] 1 VRRCR[7-6] 00 01 10 11* L2DTV1[4-0] 動的電圧スルーを開始 リファレンスのスルーレート=0.88mV/μs リファレンスのスルーレート=1.75mV/μs リファレンスのスルーレート=3.5mV/μs リファレンスのスルーレート=7mV/μs 11001* DACの動的目標電圧V1 L2DTV1[5] 0* 1 L2DTV1[7] 0* 1 L2DTV2[4-0] レジスタL2DTV1（V1） のリファレンスを選択 レジスタL2DTV2（V2） のリファレンスを選択 スルー時にPGOODを“L”に強制 スルー時に通常のPGOOD動作 通常通りLDO2をシャットダウン LDO2をオン状態に維持 11001* DACの動的目標電圧V2 * デフォルトのパワーオン値を示します。 LDOレギュレータ3 LDO3は1.8Vまたは2.8V（LTC3589-1/LTC3589-2） の固定出 力のレギュレータです。LDO3は、EN_LDO34ピンまたはEN_ LDO3ピンを H にするか、命令レジスタOVEN[5]に1を書き 込むことによってイネーブルされます。 LDO3の制御に使用するI2Cコマンド・レジスタの設定を表3に 示します。 表3. LDO3コマンド・レジスタの設定 コマンド・レジスタ [ビット] 値 設定 OVEN[5] 0* 1 ディスエーブル イネーブル SCR2[5] LTC3589/LTC3589-1 0* 「出力 < 300mV」となるまで待ってからイネーブル 1 直ちにイネーブル SCR2[5] LTC3589-2 0* 直ちにイネーブル 1 「出力 <300mV」 となるまで待ってからイネーブル LDOレギュレータ4 LDO4には4つの出力電圧オプションがあり、 これはコマンド・ レジスタL2DTV2のビット6とビット5の内容によって制御さ れます。EN_LDO34ピンが L のとき、LDO3とLDO4は、 それ ぞれコマンド・レジスタ・ビットOVEN[5]とOVEN[6]への書き 込みによって制御されます。 デフォルトでは、LTC3589のEN_ LDO34ピンは、 コマンド・レジスタ・ビットOVEN[5]とOVEN[6] が L のときにLDO3とLDO4を同時にイネーブルまたはディ スエーブルします。 コマンド・レジスタ・ビットL2DTV2[7]が H のとき、LDO4の制御はEN_LDO34ピンから分離され、 EN_LDO34の状態とは関係なくコマンド・レジスタ・ビット OVEN[6]によって制御されます。LTC3589-1/LTC3589-2の EN_LDO3ピンは LDO3のみをイネーブルします。LTC3589-1/ LTC3589-2のLDO4はI 2Cでのみ制御されます。LDO4の制御 に使用するI2Cコマンド・レジスタの設定を表4に示します。 表4. LTC3589のLDO4コマンド・レジスタの設定 コマンド・レジスタ [ビット] 値 設定 OVEN[6] 0* 1 ディスエーブル イネーブル SCR2[6] 0* 1 L2DTV2[6-5] 00* 01 10 11 VLDO4 = 2.8V VLDO4 = 2.5V VLDO4 = 1.8V VLDO4 = 3.3V L2DTV2[7] 0* 1 LDO4のイネーブルはEN_LDO34によって制御 LDO4のイネーブルはOVEN[6]によって制御 「出力<300mV」 となるまで待ってからイネーブル 直ちにイネーブル LTC3589-1/LTC3589-2のLDO4 コマンド・レジスタの設定 OVEN[6] 0* 1 SCR2[6] LTC3589-1 0* 1 SCR2[6] LTC3589-2 0* 1 L2DTV2[6-5] 00* 01 10 11 L2DTV2[7] 0* 1 ディスエーブル イネーブル 「出力<300mV」となるのを待ってからイネーブル 直ちにイネーブル 直ちにイネーブル 「出力< 300mV」となるのを待ってからイネーブル VLDO4 = 1.2V VLDO4 = 1.8V VLDO4 = 2.5V VLDO4 = 3.2V 未使用 * デフォルトのパワーオン値を示します。 * デフォルトのパワーオン値を示します。 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 19 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 降圧スイッチング・レギュレータ 出力電圧の設定 それぞれの降圧コンバータは、動的スルーDACの出力をその リファレンスに使用します。 フルスケール出力電圧は、図3に示 すように、降圧スイッチング・レギュレータの出力から帰還ピン （B1_FB、B2_FB、およびB3_FB） に接続された抵抗分割器 を使用することによって設定されます。降圧スイッチング・レ ギュレータの出力電圧は次式を使って設定します。 ⎛ R1⎞ VOUT = ⎜1+ ⎟ • (0.3625 + BxDTVx • 0.0125)(V) ⎝ R2⎠ BxDTVxは、I2C BxDTV1またはBxDTV2コマンド・レジスタ内 の5ビット2進数の10進数値です。BxDTV1とBxDTV2はデフォ ルトで11001に設定され、0.675Vのリファレンス電圧が出力さ れます。R1の標準的な値は40k∼1Mの範囲です。 コンデンサ CFBは、帰還抵抗とFBピンの入力容量によって生じるポール をキャンセルするほか、負荷ステップ過渡応答の改善にも役 立ちます。大部分のアプリケーションには10pFの値を推奨しま す。容量が10pF∼33pFのコンデンサを使用すると過渡応答が 改善される場合があります。 PVIN EN PWM CONTROL MODE SW L1 COUT CFB R1 FB 0.3625V TO 0.75V 5 DAC 3589 F03 図3. 降圧スイッチング・レギュレータの アプリケーション回路 R2 動作モード 降圧スイッチング・レギュレータには、 さまざまなアプリケー ションのノイズおよび電力要件に対応するために、3つの動作 モードがあります。 パルス・スキップ・モードでは、各サイクルの開始時に、 メインP チャネルMOSFETスイッチをオンするラッチがセットされます。 サイクル中は、電流コンパレータがピーク・インダクタ電流をエ ラーアンプの出力と比較します。電流コンパレータの出力がこ のラッチをリセットします。 このときPチャネルMOSFETスイッチ はオフして、NチャネルMOSFET同期整流器がオンします。 ク ロック・サイクルが終了するかインダクタ電流が低下してゼロ 以下になると、NチャネルMOSFET同期整流器はオフします。 エラーアンプはこの動作方法を使用してピーク・インダクタ電 流を調節し、必要な出力電力を供給します。必要なループ補 償機能はすべて降圧スイッチング・レギュレータに内蔵されて いるので、1個のセラミック出力コンデンサを使用するだけで 安定させることができます。軽負荷のパルス・スキップ・モード では、各パルスでインダクタ電流がゼロになって、Nチャンネル MOSFET同期整流器がオフすることがあります。 この場合、 ス イッチ・ノード （SW1、SW2、 またはSW3）が高インピーダンス になり、 リンギングが発生します。 これは不連続動作で、 スイッ チング・レギュレータでは正常な動作です。極めて軽負荷のパ ルス・スキップ・モードでは、降圧スイッチング・レギュレータは 必要に応じ自動的にパルスをスキップして、 出力のレギュレー ションを維持します。高デューティ・サイクル （VOUTX > VIN/2） では軽負荷時にインダクタ電流が反転し、 その結果降圧ス イッチング・レギュレータが連続して動作する可能性がありま す。連続して動作しているときもレギュレーションと低ノイズ出 力電圧は維持されますが、入力動作電流は数ミリアンペアに 増加します。 強制連続動作モードでは、 デューティ・サイクルの全範囲にわ たってインダクタ電流をゼロよりも小さくすることができます。 強制連続モードでの動作ではパルス・スキップ動作よりも軽 負荷時のノイズが低下しますが、MOSFETスイッチと整流器 が連続して動作するため、 VIN電流が増加するという欠点があ 3589ff 20 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 ります。強制連続動作ではインダクタ電流を負にできるので、 降圧スイッチング・レギュレータが出力電流をシンクできるよう になります。LTC3589は、DACの電圧リファレンスを動的にス ルーダウンするとき、降圧スイッチング・レギュレータを自動的 に強制連続モードに強制します。 降圧スイッチング・レギュレータの制御に使用するI2Cコマン ド・レジスタの設定を表5、表6、 および表7に示します。 コマンド・レジスタ [ビット] 値 設定 LTC3589の降圧スイッチング・レギュレータがBurst Mode動 作を行っているとき、 これらのレギュレータは負荷電流に基づ いて、固定周波数のパルス・スキップ動作とヒステリシスを持 つBust Mode制御を自動的に切り替えます。軽負荷時、降圧ス イッチング・レギュレータはインダクタ電流を直接制御し、 ノイ ズとスイッチング損失の両方を最小にするためにヒステリシス を持つ制御ループを使用します。Burst Mode動作中は、 レギュ レーション・ポイントよりわずかに高い電圧まで出力コンデン サが充電されます。 その後降圧スイッチング・レギュレータは 低消費電力のスリープ・モードに入り、 その間は出力コンデン サが負荷電流を供給します。 スリープ・モードでは、 バッテリの 電力を節約するためにスイッチング・レギュレータのほとんど の回路がパワーオフされます。 出力電圧がレギュレーション・ ポイントを下回るとレギュレータ回路がパワーオンされ、新し いバースト・サイクルが始まります。 バースト・サイクルの間隔は 負荷電流が増加するにつれて短くなります。負荷電流が定格 出力負荷の約1/4を超えると、降圧スイッチング・レギュレータ は低ノイズの固定周波数PWM動作に切り替わります。 SCR1[1-0] 00* 01 10 パルス・スキップ・モード Burst Mode動作 強制連続モード OVEN[0] 0* 1 SCR2[0] LTC3589/LTC3589-1 0* 「出力 < 300mV」 となるまで待ってからイネーブル 1 直ちにイネーブル 降圧スイッチング・レギュレータの動作モードは、I2Cコマンド・ レジスタSCR1を使用して設定します。3個のレギュレータは、 それぞれ独立してモードを制御できます。 降圧スイッチング・レギュレータは、入力電圧が設定出力電圧 の近くまで低下するとドロップアウト状態になることがありま す。 たとえば、3.4Vのバッテリ電圧が放電してレギュレータの 設定出力電圧3.3Vまで低下したような場合です。 このような 場合、PチャネルMOSFETスイッチのデューティ・サイクルは、 デューティ・サイクル100%の連続動作になるまで増加します。 ドロップアウト状態では、 レギュレータの出力電圧は、 レギュ レータの入力電圧から内部PチャネルMOSFETとインダクタ DC抵抗による電圧降下を差し引いた電圧に等しくなります。 表5. 降圧スイッチング・レギュレータ1のコマンド・レジスタ設定 ディスエーブル イネーブル SCR2[0] LTC3589-2 0* 直ちにイネーブル となるまで待ってからイネーブル 1 「出力<300mV」 VCCR[1] 0* 1 VCCR[0] 1 VRRCR[1-0] 00 01 10 11* B1DTV1[5] 0* 1 レジスタB1DTV1（V1） のリファレンスを選択 レジスタB1DTV2（V2） のリファレンスを選択 動的電圧スルーを開始 リファレンスのスルーレート=0.88mV/μs リファレンスのスルーレート=1.75mV/μs リファレンスのスルーレート=3.5mV/μs リファレンスのスルーレート=7mV/μs スルー時にPGOODを“L”に強制 スルー時に通常のPGOOD動作 B1DTV1[4-0] 11001* DACの動的目標電圧V1 B1DTV2[4-0] 11001* DACの動的目標電圧V2 B1DTV2[5] 0* 1 B1DTV2[6] 0* 1 B1DTV2[7] 0* 1 スイッチング周波数が2.25MHz スイッチング周波数が1.125MHz クロック位相1で切り替え クロック位相2で切り替え 通常通りレギュレータ1をシャットダウン レギュレータ1をオン状態に維持 * デフォルトのパワーオン値を示します。 ソフトスタート ソフトスタートは、 それぞれの降圧スイッチング・レギュレータ の入力リファレンス電圧を、0Vから動的リファレンスDACの出 力レベルまで0.8V/msの率で徐々に増加させることによって行 われます。 これによってそれぞれの出力がゆっくり立ち上がる ので、 レギュレータの出力コンデンサを充電するのに必要な 突入電流を最小限に抑えることができます。 レギュレータを最 初にイネーブルするときや、 フォールト状態からパワーアップ 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 21 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 するときは、必ずソフトスタート・サイクルが実行されます。動 作モードの変更や動的な電圧スルーによってソフトスタート・ サイクルがトリガされることはありません。 ソフトスタート中は、 SCR1コマンド・レジスタの設定に関わらず、 コンバータはパル ス・スキップ・モードに強制されます。 イッチング・レギュレータのスルーレートは、I2Cコマンド・レジ スタB1DTV1のビット6とビット7を使って調整できます。効率 やEMIは、必要に応じて4つの異なるスルーレートを使用して 最適化します。 パワーオン・デフォルトは最も速いスルーレート で、最も効率の高い設定になっています。 表6. 降圧スイッチング・レギュレータ2のコマンド・レジスタ設定 表7. 降圧スイッチング・レギュレータ3のコマンド・レジスタ設定 コマンド・レジスタ [ビット] 値 設定 SCR1[3-2] 00* 01 10 パルス・スキップ・モード Burst Mode動作 強制連続モード OVEN[1] 0* 1 SCR2[1] LTC3589/LTC3589-1 0* 1 SCR2[1] LTC3589-2 0* 1 直ちにイネーブル 「出力<300mV」となるまで待ってからイネーブル VCCR[3] 0* 1 レジスタB2DTV1（V1） のリファレンスを選択 レジスタB2DTV2（V2） のリファレンスを選択 VCCR[2] 1 VRRCR[3-2] 00 01 10 11* B2DTV1[5] 0* 1 ディスエーブル イネーブル 「出力<300mV」 となるまで待ってからイネーブル 直ちにイネーブル 動的電圧スルーを開始 リファレンスのスルーレート=0.88mV/μs リファレンスのスルーレート=1.75mV/μs リファレンスのスルーレート=3.5mV/μs リファレンスのスルーレート=7mV/μs スルー時にPGOODを”L”に強制 スルー時に通常のPGOOD動作 コマンド・レジスタ [ビット] 値 設定 SCR1[5-4] 00* 01 10 パルス・スキップ・モード Burst Mode動作 強制連続モード OVEN[2] 0* 1 SCR2[2] LTC3589/LTC3589-1 0* 1 SCR2[2] LTC3589-2 0* 1 直ちにイネーブル 「出力<300mV」となるまで待ってからイネーブル VCCR[5] 0* 1 レジスタB3DTV1（V1） のリファレンスを選択 レジスタB3DTV2（V2） のリファレンスを選択 VCCR[4] 1 VRRCR[5-4] 00 01 10 11* B3DTV1[5] 0* 1 ディスエーブル イネーブル 「出力<300mV」 となるまで待ってからイネーブル 直ちにイネーブル 動的電圧スルーを開始 リファレンスのスルーレート=0.88mV/μs リファレンスのスルーレート=1.75mV/μs リファレンスのスルーレート=3.5mV/μs リファレンスのスルーレート=7mV/μs スルー時にPGOODを“L”に強制 スルー時に通常のPGOOD動作 B2DTV1[4-0] 11001* DACの動的目標電圧V1 B3DTV1[4-0] 11001* DACの動的目標電圧V1 B2DTV2[4-0] 11001* DACの動的目標電圧V2 B3DTV2[4-0] 11001* DACの動的目標電圧V2 B2DTV2[5] 0* 1 B2DTV2[6] 0* 1 B2DTV2[7] 0* 1 スイッチング周波数が2.25MHz スイッチング周波数が1.125MHz クロック位相1で切り替え クロック位相2で切り替え 通常通りレギュレータ2をシャットダウン レギュレータ2 をオン状態に維持 B3DTV2[5] 0* 1 B3DTV2[6] 0* 1 B3DTV2[7] 0* 1 スイッチング周波数が2.25MHz スイッチング周波数が1.125MHz クロック位相1で切り替え クロック位相2で切り替え 通常通りレギュレータ3をシャットダウン レギュレータ3 をオン状態に維持 * デフォルトのパワーオン値を示します。 * デフォルトのパワーオン値を示します。 スイッチングEMIの制御 降圧スイッチング・レギュレータは、スイッチ・ノードSW1、 SW2、 およびSW3のエッジレートを制限する特許出願中の新 しい回路を備えています。 この新しい回路は数ナノ秒で行わ れるスイッチ・ノードの遷移を制御し、効率を維持しながら放 射EMIと伝導電源ノイズを大幅に減らします。 スイッチ・ノー ドのスルーレートを遅くすると効率が低下するので、降圧ス 動作周波数 LT C 3 5 8 9のそれぞれの降 圧スイッチング・レギュレータ のスイッチング周波 数は、I 2 Cコマンド・レジスタ・ビット B1DTV2[5]、B2DTV2[5]、 およびB3DTV2[5]を使用して個別 に設定できます。 パワーオン時のデフォルト周波数は2.25MHz です。 ビットBxDTV2[5]を H にすると、 スイッチング周波数は 1.125MHzになります。動作周波数の選択は、望みの効率、部 3589ff 22 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 品サイズ、 およびコンバータのデューティ・サイクルによって決 まります。 直列抵抗が大きくなり、 ピーク電流の減少による効率上の利 点が損なわれます。 動作周波数を低くすると、 内部ゲート充電損失とスイッチング 損失が小さくなるので効率が向上しますが、 出力リップル電圧 を同等にするにはインダクタンス値と容量値を大きくする必要 があります。降圧スイッチング・レギュレータの最小デューティ・ サイクルは、 コンバータの最小オン時間によって決まります。最 小オン時間は、 コンバータがそのトップPMOSをオンにして再 びオフにすることのできる最短の時間です。 この時間は、 ゲー ト充電時間にピーク電流検出に伴う内部遅延を加えたもの です。LTC3589の最小オン時間は約90nsです。 デューティ・サイ クルが最小オン時間で対応できる値を下回ると、 コンバータ 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、 リップル電流とリップル電圧が増加します。 ス イッチング周波数を2.25MHzに設定した場合、使用できる最 小デューティ・サイクルは20%です。1.125MHzのスイッチング 周波数では、 コンバータは10%のデューティ・サイクルをサポー トできます。 インダクタのリップル電流は、次の式に示すように、 スイッチン グ周波数、 インダクタンス、VIN、 およびVOUTの関数です。 位相の選択 スイッチング・レギュレータに流れるサイクルごとのピーク 電流を減らすために、LTC3589の各降圧スイッチング・レ ギュレータのクロック位相は、I 2 Cコマンド・レジスタ・ビット B1DTV2[6]、B2DTV2[6]、 およびB3DTV2[6]を使用して設定 できます。 内部フルレート・クロックの公称デューティ・サイクル は20%で、 ハーフレート・クロックのデューティ・サイクルは50% です。 これらのコマンド・レジスタ・ビットを H に設定すると、 選択した動作周波数に応じて各コンバータのスイッチング・サ イクルの開始が20%または50%遅くなります。 インダクタの選択 降圧スイッチング・レギュレータのインダクタの選択は、 コン バータの効率と出力電圧リップルの大きさに影響を与えます。 インダクタ値を大きくするとインダクタの電流リップルが減るの で、 出力電圧リップルも下がります。 インダクタの値を大きくす るとピーク電流が減少して平均出力電流に近くなるので、効 率が向上します。 しかし、 インダクタの値を大きくすると一般に ∆IL = ⎛ V ⎞ 1 • VOUT ⎜1– OUT ⎟ VIN ⎠ f •L ⎝ LTC3589の降圧スイッチング・レギュレータ3の最大負荷を 1A、V INを3.8Vとして、VOUTが1.2Vに設定されているアプリ ケーションを例に考えてみます。設計の開始点として設定す るインダクタ・リップルの値としては、出力電流の30%、つまり 300mAが妥当です。 リップル電流の式を使用して、1.2μHのイ ンダクタを選択します。 DC抵抗の小さいインダクタは、 コンバータの効率を向上させ ます。最大負荷電流の少なくとも1.5倍のDC電流定格を備え たインダクタを選択し、通常動作時にインダクタが飽和しない ようにしてください。短絡の可能性がある場合には、降圧コン バータに対して規定された最大ピーク電流を処理できる定格 のインダクタを使用します。降圧スイッチング・レギュレータに 適したインダクタを表8に示します。 入力/出力コンデンサの選択 スイッチング・レギュレータの出力と入力電源には、低ESR（等 価直列抵抗） のセラミック・コンデンサを使用する必要があり ます。X5RやX7Rのセラミック・コンデンサは他のセラミック・ コンデンサのタイプに比べて広い電圧範囲と温度範囲で容 量を維持するので、X5RやX7Rのみを使用します。降圧スイッ チング・レギュレータの出力には、22μFのコンデンサで十分で す。過渡応答と安定性を良くするには、 出力コンデンサが全動 作温度とバイアス電圧にわたって少なくとも10μFの容量を維 持する必要があります。 それぞれのPVINピンのできるだけ近く に、少なくとも4.7μFのデカップリング・コンデンサを配置してく ださい。推奨されるセラミック・コンデンサの製造元を表12に 示します。 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 23 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 昇降圧スイッチング・レギュレータ 出力電圧の設定 LTC3589の昇降圧スイッチング・レギュレータの出力電圧は、 図4に示すようにBB_OUTから帰還ピンBB_FBとGNDに接続 された外付け抵抗分割器を使用して設定します。 ⎛ R1⎞ VBB _ OUT = 0.8 • ⎜1+ ⎟(V) ⎝ R2⎠ R1の値は、昇降圧電圧モード制御ループの動特性に一定の 影響を与えます。一般に、R1の値を大きくすると安定性が増し ますが、過渡応答速度が低下します。開始点として妥当な方 法は、R1を1MΩとして、 目標の出力電圧を設定するために必 要なR2の値を計算することです。大きな出力コンデンサを使 用した場合はコンバータの帯域幅が狭くなり、過渡応答を改 善するためにR1を小さくしなければならないことがあります。 大きいインダクタや小さい出力コンデンサを使用した場合は、 より安定したループ動作を実現するためにR1の値を大きくす る必要があります。 表8. 降圧スイッチング・レギュレータ1用のインダクタ 製造元 製品番号 値 （μH） DCR （Ω） 最大DC電流 （A） サイズ（mm）W L H Coilcraft XPL4020-102ML XPL4020-152ML XPL4020-222ML LPS6225-222ML LPS6225-332ML LPS6225-472ML 1.0 1.5 2.2 2.2 3.3 4.7 0.029 0.036 0.060 0.045 0.055 0.065 4.00 3.60 2.60 3.90 3.50 3.00 4.2 × 4.2 × 2.0 4.2 × 4.2 × 2.0 4.2 × 4.2 × 2.0 6.0 × 6.0 × 2.0 6.0 × 6.0 × 2.0 6.0 × 6.0 × 2.0 Cooper SD14-1R2-R SD14-1R5-R SD14-2R0-R SD25-2R2-R 1.2 1.5 2.0 2.2 0.034 0.039 0.045 0.031 3.35 2.91 2.56 2.80 5.2 × 5.2 × 1.45 5.2 × 5.2 × 1.45 5.2 × 5.2 × 1.45 5.2 × 5.2 × 2.5 Sumida CDRH5D16NP-3R3N 3.3 0.045 2.60 5.6 × 5.6 × 1.8 TDK VLF5014ST-1R0N2R7 VLF5014st-2R2N2R3 VLCF5020T-2R2N2R6-1 1.0 2.2 2.2 0.050 0.073 0.071 2.7 2.3 2.6 4.8 × 4.6 × 1.4 4.8 × 4.6 × 1.4 5.0 × 5.0 × 2.0 TOKO 1124BS-1R2N 1124BS-1R8N 1.2 1.8 0.047 0.056 2.9 2.7 4.5 × 4.7 × 1.8 4.5 × 4.7 × 1.8 Tokin H-DI-0520-2R2 H-DI-0630-2R4 H-DI-0630-3R8 2.2 2.4 3.8 0.048 0.028 0.040 2.6 2.5 2 5.3 × 5.3 × 2.0 6.3 × 6.3 × 3.0 6.3 × 6.3 × 3.0 Wurth 744042001 744052002 744053003 7440530047 7440430022 1.0 2.5 3.0 4.7 2.2 0.028 0.030 0.024 0.030 0.023 2.60 2.4 2.8 2.4 2.5 4.8 × 4.8 × 1.8 5.8 × 5.8 × 1.8 5.8 × 5.8 × 2.8 5.8 × 5.8 × 2.8 4.8 × 4.8 × 2.8 3589ff 24 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 PVIN4 SW4AB SW4CD A D B C EN BB_OUT PWM CONTROL MODE R1 22µF BB_FB – 0.8V R2 + 3589 F04 図4. 昇降圧スイッチング・レギュレータのアプリケーション回路 表9. 降圧スイッチング・レギュレータ2と3用のインダクタ 製造元 製品番号 値 （μH） DCR （Ω） 最大DC電流 （A） Coilcraft XPL4020-102ML XPL4020-152ML XPL4020-472ML 1.0 1.5 4.7 0.029 0.036 0.130 4.00 3.60 1.90 Cooper SD14-1R2-R SD14-3R2-R SD25-3R3-R 1.2 3.2 3.3 0.034 0.066 0.038 3.35 2.00 2.21 Sumida CDRH5D16NP-4R7N CDRH38D16RHPNP-3R3M 4.7 3.3 0.064 0.059 2.05 1.46 TDK VLF5014ST-2R2N2R3 VLCF5020T-2R7N2R2-1 VLCF5020T-3R3N2R0-1 2.2 2.7 3.3 0.073 0.083 0.096 2.3 2.2 2 TOKO 1124BS-2R4N 1124BS-3R3N 2.4 3.3 0.065 0.074 2.30 2.10 Tokin H-DI-0520-3R3 H-DI-0520-4R7 H-DI-0630-3R8 H-DI-0630-4R7 3.3 4.7 3.8 4.7 0.062 0.090 0.040 0.043 2.00 1.80 2.00 1.90 Wurth 744043004 744052002 7440530047 744042003 7440430022 4.7 2.5 4.7 3.3 2.2 0.052 0.030 0.030 0.055 0.023 1.55 2.4 2.4 1.95 2.5 サイズ（mm）W L H 4.2 × 4.2 × 2.0 4.2 × 4.2 × 2.0 4.2 × 4.2 × 2.0 5.2 × 5.2 × 1.45 5.2 × 5.2 × 1.45 4.8 × 4.8 × 2.5 5.6 × 5.6 × 1.8 4.2 × 4.2 × 1.8 4.8 × 4.6 × 1.4 5.0 × 5.0 × 2.0 5.0 × 5.0 × 2.0 4.5 × 4.7 × 1.8 4.5 × 4.7 × 1.8 5.3 × 5.3 × 2.0 5.3 × 5.3 × 2.0 6.3 × 6.3 × 3.0 6.3 × 6.3 × 3.0 5.0 × 5.0 × 3.0 5.8 × 5.8 × 1.8 5.8 × 5.8 × 2.8 4.8 × 4.8 × 1.8 4.8 × 4.8 × 2.8 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 25 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 動作モード LTC3589の昇降圧コンバータの動作モードを制御するため に使用するI2Cコマンド・レジスタを表10に示します。 コマンド・ レジスタSCR1のビット6を L にすると、LTC3589の昇降圧ス イッチング・レギュレータは電圧モード帰還制御を使用し、固 定周波数パルス幅変調モードで動作します。独自のスイッチン グ・アルゴリズムにより、 コンバータは、 インダクタ電流やルー プ特性に不連続性を生じることなく、降圧モード、昇降圧モー ド、 および昇圧モードの間を移行することができます。 スイッチ のトポロジーを図4のアプリケーション回路に示します。 入力電圧が出力電圧を大幅に上回っていると、昇降圧コン バータは降圧モードで動作します。 スイッチDは連続してオン し、 スイッチCはオフしたままです。 スイッチAとBはパルス幅変 調され、必要なデューティ・サイクルを発生して出力の安定化 電圧を維持します。入力電圧が低下すると、 スイッチAはスイッ チング・サイクルの大部分でオンを維持します。 デューティ・サ イクルが約85%に達すると、 スイッチ・ペアACがスイッチング周 期の一部分でオンし始めます。入力電圧がさらに低下すると、 ACスイッチ・ペアはより長い時間オン状態を維持し、 BDフェー ズの持続時間がそれに比例して減少します。入力電圧が出力 電圧を下回ると、最終的にBDフェーズがなくなるポイントまで ACフェーズが増加します。 この時点でスイッチAは連続してオ ンのままになり、 スイッチCDは昇圧コンバータとして動作して 望みの出力電圧を安定化します。 昇降圧レギュレータは、 コマンド・レジスタSCR1のビット6に1 を書き込むことによってBurst Mode動作に設定されます。軽負 荷時にBurst Modeを使用すると効率が向上し、 ゼロ負荷時の スタンバイ電流が減少します。Burst Mode動作では、 インダク タは一定のピーク振幅の電流パルスのバーストによって充電 されます。 これらの電流パルスは目標出力電圧を維持するの に必要な頻度で繰り返されます。Burst Mode動作で供給可能 な最大出力電流は入力電圧と出力電圧によって変わります。 通常、Burst ModeでのIOUT（MAX）は次の値に等しくなります。 I OUT(MAX) = 0.28 • VIN (A) VOUT + VIN 昇降圧レギュレータの負荷がBurst Modeの最大電流能力を 超えると、出力レールが安定化状態から外れ、パワーグッド・ コンパレータがフォールト状態を示します。 LTC3589の昇降圧レギュレータがイネーブルされていない状 態では、BB_OUTとグランドの間に2.5kのプルダウン抵抗が 接続されます。 ソフトスタート 昇降圧コンバータは電圧モードのソフトスタート回路を内蔵 しており、昇降圧エラーアンプのリファレンスを2V/msの率で 0Vから800mVまで徐々に上昇させます。 ソフトスタート中、 コ ンバータは徐々に上昇するリファレンスに合わせて安定化さ れ、出力負荷過渡に応答します。 ソフトスタート中、昇降圧コ ンバータはSCR1コマンド・レジスタの状態には関係なく連続 モード動作に強制されます。 電流制限動作 LTC3589の昇降圧レギュレータは、 スイッチAを流れる順方向 電流とスイッチDを流れる逆方向電流を制限する電流制限回 路を備えています。主順方向電流制限回路は、 インダクタ電流 が2.7A（標準） を超えると、 その一部を帰還ノードに流します。 電流を高利得帰還回路の帰還ノードに強制的に流すと、ス イッチAの平均電流が電流制限値に等しくなるまで出力電圧 を下げることができます。平均制限値には有効な線形状態に あるエラーアンプが使用されるので、 フォールト状態が解消さ れればほとんどオーバーシュートなしでスムーズに回復します。 昇降圧レギュレータの出力でハードな短絡が発生すると、 イ ンダクタ電流が2.7Aの平均電流制限を超えます。補助電流 制限回路は、 ピーク・インダクタ電流が3A（標準） に達するとス イッチAをオフします。瞬時順方向電流制限は、 ハードな短絡 が突然発生した場合に追加の保護機能を提供します。 Dスイッチの逆方向電流コンパレータは、BB_OUTピンに流れ 込む電流をモニタします。 この電流が1A（標準） を超えると、 ス イッチング・サイクルの残りの時間はスイッチDがオフします。 こ の機能は、外部ソースによって昇降圧出力がレギュレーショ ン・ポイントよりも高い値に維持されている場合に、昇降圧コ ンバータを過大な逆方向電流から保護します。 3589ff 26 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 インダクタの選択 昇降圧コンバータのインダクタ選択基準は、降圧スイッチン グ・レギュレータで説明したものと同じです。昇降圧コンバー タは、1μH∼3.3μHの範囲のインダクタを使用するように設計 されています。 ほとんどのアプリケーションには1.5μHのインダ クタを使用します。最大負荷電流の少なくとも2倍のDC電流 定格を備えたインダクタを選択し、通常動作時にインダクタが 飽和しないようにしてください。 出力短絡の可能性がある場合 には、昇降圧コンバータに対して規定された最大ピーク電流 を処理する定格のインダクタを使用します。LTC3589の昇降圧 レギュレータとの使用に適したいくつかのインダクタを表10に 示します。 表10. 昇降圧コマンド・レジスタの設定 コマンド・レジスタ [ビット] 値 設定 SCR1[6] 0* 1 連続モード Burst Mode動作 OVEN[3] 0* 1 ディスエーブル イネーブル SCR2[3] LTC3589/LTC3589-1 0* 1 SCR2[3] LTC3589-2 0* 1 「出力<300mV」 となるまで待ってからイネーブル 直ちにイネーブル 直ちにイネーブル 「出力<300mV」となるまで待ってからイネーブル * デフォルトのパワーオン値を示します。 表11. 昇降圧スイッチング・レギュレータ用のインダクタ 製造元 製品番号 値 （μH） DCR （Ω） 最大DC電流 （A） Coilcraft XFL4020-152ME XFL4020-222ME XFL4020-332ME LPS6225-332ML LPS6225-472ML 1.5 2.2 3.3 3.3 4.7 0.014 0.021 0.035 0.055 0.065 4.10 3.10 2.70 3.50 3.00 4.0 × 4.0 × 2.1 4.0 × 4.0 × 2.1 4.0 × 4.0 × 2.1 6.0 × 6.0 × 2.0 6.0 × 6.0 × 2.0 Cooper SD14-1R5-R SD14-2R0-R SD14-2R5-R SD14-3R2-R SD25-3R3-R 1.5 2.0 2.5 3.2 3.3 0.039 0.045 0.060 0.066 0.038 2.91 2.56 2.29 2.00 2.21 5.2 × 5.2 × 1.45 5.2 × 5.2 × 1.45 5.2 × 5.2 × 1.45 5.2 × 5.2 × 1.45 4.8 × 4.8 × 2.5 Sumida CDRH5D16NP-3R3N CDRH5D16NP-4R7N 3.3 4.7 0.045 0.064 2.60 2.05 TDK VLF5014ST-2R2N2R3 VLCF5020T-2R7N2R2-1 VLCF5020T-3R3N2R0-1 2.2 2.7 3.3 0.073 0.083 0.096 2.3 2.2 2 4.8 × 4.6 × 1.4 5.0 × 5.0 × 2.0 5.0 × 5.0 × 2.0 TOKO 1124BS-1R8N 1124BS-3R3N 1.8 3.3 0.056 0.074 2.70 2.10 4.5 × 4.7 × 1.8 4.5 × 4.7 × 1.8 Tokin H-DI-0520-3R3 H-DI-0630-3R8 3.3 3.8 0.062 0.040 2.00 2.00 Wurth 744052002 7440420027 744053003 7440530047 2.5 2.7 3.0 4.7 0.030 0.047 0.024 0.030 2.4 2.2 2.8 2.4 サイズ（mm）W L H 5.6 × 5.6 × 1.8 5.6 × 5.6 × 1.8 5.3 × 5.3 × 2.0 6.3 × 6.3 × 3.0 5.8 × 5.8 × 1.8 4.8 × 4.8 × 1.8 5.8 × 5.8 × 2.8 5.8 × 5.8 × 2.8 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 27 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 コンデンサの選択 昇降圧スイッチング・レギュレータの出力と入力電源には、低 ESRのセラミック・コンデンサを使用する必要があります。X5R やX7Rのセラミック・コンデンサは他のセラミック・コンデンサ のタイプに比べて広い電圧範囲と温度範囲で容量を維持す るので、X5RやX7Rのみを使用します。昇降圧スイッチング・レ ギュレータの出力には22μFのコンデンサで十分です。過渡応 答と安定性を良くするには、 出力コンデンサが動作温度とバイ アス電圧の全範囲にわたって少なくとも10μFの容量を維持す る必要があります。PVIN4ピンのできるだけ近くに、少なくとも 4.7μFのデカップリング・コンデンサを配置してください。推奨 セラミック・コンデンサの製造元を表12に示します。 表13. スルーイングDACコマンド・レジスタ制御の概要 コマンド・ レジスタ[ビット] VCCR[0], VCCR[2], VCCR[4], VCCR[6] VCCR[1], VCCR[3], VCCR[5], VCCR[7] 表12. セラミック・コンデンサの製造元 AVX www.avxcorp.com Murata www.murata.com Taiyo Yuden www.t-yuden.com Vishay Siliconix www.vishay.com TDK www.tdk.com 機能 電圧変更制御レジスタ スルー開始 VCCR[1]、VCCR[3]、VCCR[5]、VCCR[7]で 選択された電圧へのスルーを開始する にはそれぞれのレジスタに1を書き込む。 スルー動作の終了時にビットは0に リセットされる。 電圧変更制御レジスタ 動的目標電圧選択 レジスタB1DTV1[4-0]、B2DTV1[4-0]、 B3DTV1[4-0]、L2DTV1[4-0]に格納された 電圧V1を選択するには0を書き込む。 レジスタB1DTV2[4-0]、B2DTV2[4-0]、 B3DTV2[4-0]、L2DTV2[4-0]の電圧V2を 選択するには1を書き込む。 B1DTV1[4-0], B2DTV1[4-0], 動的目標電圧1 B3DTV1[4-0], L2DTV1[4-0] 各DACからのV1出力に対応する5ビット B1DTV1[5], B2DTV1[5], B3DTV1[5], L2DTV1[5] スルーイングDACリファレンスの動作 DACリファレンスの制御 LTC3589の3個の降圧スイッチング・レギュレータとリニア・レ ギュレータLDO2は、 プログラム可能なDACリファレンス入力 を備えています。 それぞれのDACは、0.3625Vから0.75Vまで 12.5mVステップでプログラム可能です。 ⎛ R1⎞ VOUT = ⎜1+ ⎟ • (0.3625 + BxDTVx • 0.0125)(V) ⎝ R2⎠ DACリファレンスは、4つあるスルーレートから1つを選び、2つ の電圧間を個別にスルーするようにコマンドで設定すること ができます。 スルーイングDAC動作の制御に使用するコマン ド・レジスタの概要を表13に示します。 PGOODマスク スルー時に通常のPGOOD動作を 継続するときは1を書き込む。 スルー時にPGOODを強制的に “L”にするには0を書き込む。 B1DTV2[4-0], B2DTV2[4-0], 動的目標電圧2 B3DTV2[4-0], L2DTV2[4-0] 各DACからのV2出力に対応する5ビット VRRCR[1-0], VRRCR[3-2], VRRCR[5-4], VRRCR[7-6] 電圧ランプ・レート制御 降圧スイッチング・レギュレータと LDO2のDAC出力のスルーレートを 設定する2ビット DAC出力の設定とスルーイング 動 的目標 電 圧コマンド・レジスタB 1 D T V 1 、B 2 D T V 1 、 B3DTV1、 およびL2DTV1の5ビット・ワードは、 リファレンス電 圧V1を設定します。 コマンド・レジスタB1DTV2、B2DTV2、 B3DTV2、 およびL2DTV2の5ビット・ワードは、 リファレンス電 圧V2を設定します。出力の抵抗分割器ネットワークとレギュ レータの帰還ピンは、 その出力電圧を設定します。 3589ff 28 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 電圧変更制御レジスタVCCRの奇数ビットに0または1を書き 込むと、 それぞれDAC出力電圧V1またはV2が選択されます。 DACのスルーは、 レジスタVCCRの偶数ビットに1を書き込む ことによって開始されます。DAC出力は、 レジスタVCCRの奇 数ビットによる選択に応じて、 電圧V1またはV2のどちらかにス ルーします。I2CのSTOP条件が検出されるとスルーが開始さ れます。 スルー動作終了時には、 コマンド・レジスタVCCRの開 始ビットがクリアされます。 各レギュレータのスルーレートは、 ランプ・レート制御レジスタ VRRCRによって設定されます。各DACは独自の出力電圧レジ スタを持ち、電圧レジスタの選択や、 スルーレート制御および 起動制御を個別に行うことができます。DAC出力を変更する ためにレギュレータをイネーブルする必要はありません。 DACの制御された出力レールを低消費電力のスタンバイ状 態に設定するには、VSTBピンを使用します。VSTBを H に すると、4つのDACリファレンスすべてが直ちにV2にスルーし ます。VSTBを使用してレールをスタンバイ電圧に設定する場 合、通常のレール電圧にはV1を、 スタンバイ・レール電圧には V2を選択します。 すべてのDAC出力を直ちにV2にスルーする には、VSTBを H にします。VSTBを L にすると、DAC出力は V1にスルーします。 レジスタのビットVCCR[1：0]に11を書き込みます。VCCR[1]は 目標電圧レジスタB1DTV2を選択してレギュレータのリファレ ンス入力を0.625Vに設定します。VCCR[0]を1に設定すると、 新しい電圧への動的スルーが開始されます。1.2Vにスルー バックするには、 コマンド・レジスタ・ビットVCCR[1：0]に01を 書き込みます。 表14. 降圧スイッチング・レギュレータ1の動的スルーイングの例 コマンド・ レジスタ VOUT =1.2V VOUT =1V VRRCR[1:0] 01 01 動的スルーレート VCCR[1] 0 1 DTVを選択 B1DTV1[4:0] 11111 11111 B1DTV2[4:0] 10101 10101 図3に示す抵抗分割器 R1 = 301kΩ R2 = 499kΩ プッシュボタンの動作 状態イベント図 LT C 3 5 8 9のプッシュボタンの状 態 図を図 5に示します。 LTC3589のVINピンに電源が最初に印加されると、内部のパ ワーオン・リセット回路によってプッシュボタンがパワーダウ ン （PDN）状態になり、1秒のタイマがスタートします。1秒が 経過して常時オンのLDO1がパワーグッド状態を示すまで、 LTC3589の状態ピンRSTOは L です。1秒が経過すると、 プッ シュボタン回路はパワーオフ （POFF） スタンバイ状態に移行 すべての動的目標電圧レジスタのデフォルトのパワーアップ 値は11001で、 これは0.675VのDAC出力電圧に相当します。 します。LTC3589-1/LTC3589-2は電源が投入されると、1秒 間の遅延なしで直接POFF状態になります。LDO1がパワー DTVレジスタは、動的スルーイングのために、パワーアップ・ グッド状態を示すと、状態ピンRSTOは H になります。 プッ シーケンス開始前または任意の時点で設定し直すことができ シュボタンは、 ONが少なく とも400msの間 L に維持されるか ます。 （PB400ms）PWR_ONがPWR_ONピンによってアクティブに されるまでLTC3589はPOFF状態のままで、 その後パワーアッ 降圧スイッチング・レギュレータの出力がスルーダウンするとき プ状態（PUP） になります。 コントローラがPUP状態になると、 は、 レギュレータが電流をシンクできるように、 そのモードが自 動的に強制連続モードに切り替わります。LDO2がスルーダウ ンするときは、 その出力に2.5kのプルダウンが接続されます。 降圧スイッチング・レギュレータ1を1.2Vと1Vの間で70μsかけ てスルーできるようにするためのコマンド・レジスタと帰還抵 抗分割器の設定を表14に示します。電圧ランプ・レート制御 レジスタ・ビットVRRCR[1：0]を01に設定すると、DAC出力で 1.75mV/μsのランプ・レートが選択されます。 レギュレータ出力 におけるスルーレートは、帰還抵抗分割器の利得の関数で す。 この例では、 スルーレートは1.75 •（1＋301/499）= 2.8mV/ μsに等しくなります。 したがって、 200mVのスルーには70μsかか ります。1.2Vから1Vへの変化を開始するには、電圧変更制御 ON OR PWR_ON PUP POFF PON 1 SEC POR ON OR PWR_ON 5 SEC PDN POR FAULT OR PWR_ON OR HARD RESET PUP 5 SEC POFF PON FAULT OR PWR_ON OR HARD RESET 1 SEC PDN 3589 F05 LTC3589 LTC3589-1/LTC3589-2 図5. ブッシュボタン・コントローラの状態図 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 29 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 オープンドレインのWAKEピンが H になります。WAKEピン は、通常、起動シーケンスの最初のレギュレータをイネーブ ルするために使われます。 プッシュボタンの状態は、パワーオ ン （PON）状態に移行するまで5秒間PUPのままになります。 PUPを離れる前に、 アプリケーションによってPWR_ONピンを H にし、 システム・レールが正しい状態にあることを示す必 要があります。5秒が経過した時点でPWR_ONがアクティブ になっていない場合、 プッシュボタン・コントローラはPONを 飛ばして直接パワーダウン （PDN）状態に移行し、WAKEピン を L にします。 プッシュボタンは、次の3つのイベントによって PON状態を離れます。 すなわち、1）PWR_ONピンを L にす る、2）ONピンを5秒間 L に維持することにより強制的にハー ドリセットを行う、3） フォールト状態が検出される、 の3イベン デバイスの過温度、 ま トです。 フォールト状態は、V INの低下、 たはレギュレータ出力の1つが長時間低電圧状態になる、の いずれかです。PDN状態にあるときは、 すべてのレギュレータ のイネーブル、ON入力、 およびPWR_ON信号が1秒間禁止さ れます。PDN状態で1秒間経過すると、 プッシュボタン・コント ローラはPOFFに戻ります。 PBSTATの動作 PBSTATは、最初にプッシュボタンを押して （ONが L ）から 50ms後に L になり、少なくとも50msの間 L の状態を保ちま す。 PBSTATは、 50msの最小オン時間が経過する前にONが H にならない限り、 ONが H になるのと同時に H になります。 プッシュボタンを使用したパワーアップ POFF状態のときは、常時オンLDO1とレギュレータがキープア ライブ制御ビットによってイネーブルされている場合を除き、 LTC3589は完全なシャットダウン状態になります。WAKEピン をイネーブル・ピンに接続した状態でパワーアップ・シーケン スを開始するには、 プッシュボタンを使って400msの間ONピ ンをグランドに引き下げます。パワーオン状態を維持するよう LTC3589に信号を送るには、 PWR_ONを H にします。 プッシュボタンを使用したパワーダウン プッシュボタンによるパワーダウン操作は、 システムのマイク ロプロセッサでPBSTATピンをモニタすることによって行いま す。PON状態になったとき、 プッシュボタン･イベントに対して どのような動作をするかはシステム・コントローラが決定しま す。50msのデバウンス時間にわたってONピンが L に保た れると、PBSTATピンは L になります。システム・コントロー ラは、 プッシュボタンが押されたかどうかを判断するために、 PBSTATピンをモニタする必要があります。 さらに、パワーダ ウンが必要だとコントローラが判断した場合、 コントローラは PWR_ONピンを L にする必要があります。 PWR_ONピンを使用したパワーアップとパワーダウン もう1つのパワーアップ方法は、PWR_ONピンを H 状態に することです。PWR_ON信号から50ms遅れてWAKEピンが H になり、 レギュレータのイネーブル・ピンをドライブします。 PWR_ONが5秒間 H を維持すると、 シーケンス･コントロー ラがPON状態になります。 パワーダウンするには、PWR_ONピ ンを L にします。50ms後にWAKEピンが L になり、 イネー ブルされているすべてのレギュレータがディスエーブルされて OVENコマンド・レジスタが0x00にリセットされます。 プッシュボタンを使用したハードリセット ONピンを5秒間 L にするとハードリセットが開始されます。 5秒経過時点でWAKEが L になり、I2Cコマンド・レジスタが POR状態にリセットされ、 イネーブル・ピンの状態が無視され て、1秒間のパワーダウン・タイマがスタートします。パワーダ ウン時間中、 レギュレータの出力を放電できるようにイネーブ ル・ピンの状態は引き続き無視されます。 パワーダウン時間中 RSTOピンは L になり、 ブッシュボタン・ハードリセットが開始 されたことを示します。1秒間のパワーダウン時間の終了時に PWR_ONピンが L になっている場合、LTC3589はスタンバ イ・モードのままになります。1秒経過時にPWR_ONが H で フォールト状態が存在しない場合、LT3589は図8と同じ要領 でパワーアップします。 フォールト状態によるハードリセット V IN の電圧低下、長時間にわたる出力レールの低電圧状 態、 または過熱状態によってハードリセットが行われると、 LTC3589はハード・シャットダウンを開始します。 フォールト状 態が発生するとWAKEが L になり、I2Cコマンド・レジスタが POR状態にリセットされ、 イネーブル・ピン入力が無視されて、 1秒間のパワーダウン・タイマがスタートします。パワーダウン 時間中、 レギュレータの出力を放電できるようにイネーブル・ピ ンの状態は引き続き無視されます。パワーダウン時間の終了 時にPWR_ONピンが L になっている場合、LTC3589は、常 時オンLDOだけが動作した状態でスタンバイ・モードを維持 3589ff 30 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 します。1秒経過時にPWR_ONが H でフォールト状態が解 消されている場合、LT3589は図8と同じ要領でパワーアップし ます。 フォールト状態によるシャットダウンでは、IRQも状態レ ジスタもクリアされません。 ON(PB) PBSTAT 400ms WAKE <5 SEC µC/µP CONTROL PWR_ON 3589 F06 図6. プッシュボタンを使用したパワーアップ イネーブル入力ピンの動作 <5 SEC ON(PB) 50ms PBSTAT WAKE µC/µP CONTROL PWR_ON 50ms - LTC3589 2ms - LTC3589-1/ LTC3589-2 3589 F07 図7. プッシュボタンを使用したパワーダウン ON(PB) PBSTAT 50ms - LTC3589 2ms - LTC3589-1/LTC3589-2 WAKE PWR_ON 5 SEC µC/µP CONTROL 50ms 3589 F08 図8. PWR_ONピンを使用したパワーアップとパワーダウン ON(PB) 50ms PBSTAT WAKE イネーブルとパワーオンのシーケンス制御 レギュレータのイネーブル入力ピンを使用すれば、 出力レール と次のレギュレータのイネーブル・ピンのピン・ストラップを望 みの順番で容易に行うことができます。 レギュレータのイネー ブル入力の入力スレッショルドは通常0.8V（標準） です。 いず れかのイネーブルが H になると、残りのイネーブルの入力ス レッショルドは、 より精確な500mV（標準） スレッショルドに切 り替わります。 標準的なピン･ストラップによる起動シーケンス制御のアプリ ケーション回路を図11に示します。ONを400msの間 L に保 つと、EN1とEN3に接続したWAKEピンが H になって、降圧 スイッチング・レギュレータ1と3がイネーブルします。 レギュレー タ1の出力は、降圧スイッチング・レギュレータ2と昇降圧スイッ チング・レギュレータ4をイネーブルするEN2とEN4に接続され ます。降圧スイッチング・レギュレータ2の出力はEN_LDO2と EN_LDO34に接続され、LDO2、LDO3、 およびLDO4をイネー ブルします。 マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラは、 WAKEが H になってから5秒以内にPWR_ONを H にして、 レールが良好な状態にあることをLTC3589に知らせてパワー オン状態を継続する必要があります。 5 SEC µC/µP CONTROL PWR_ON 1 SEC RSTO 3589 F09 図9. プッシュボタンを使用したハードリセット EN1 FAULT ON(PB) PWR_ON <1 SEC PWR_ON µC/µP CONTROL VIN WAKE EN2 SW1 1V TO 1.2V EN3 SW2 1.8V EN4 SW3 0.8V TO 1V BB_OUT 3.3V EN_LDO34 LDO2 1.2V ON LDO3 1.8V PWR_ON LDO4 2.8V EN_LDO2 PBSTAT WAKE LTC3589 3589 F11 IRQ 図11. ピン･ストラップによる起動シーケンス制御の アプリケーション回路 CLIRQ 3589 F10 図10. フォールト状態によるハードリセット 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 3589ff 31 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 図11に示すアプリケーションの起動タイミングを図12に示しま す。 イネーブル・ピンと各レギュレータへの内部イネーブル信号 の間には200μs （標準） の遅延があります。 WAKE V1 1.2V 0.5V 200µs 1V V3 V2 0.5V 1.8V 200µs 3.3V V4 LDO2 LDO3 LDO4 200µs 1.2V 1.8V 2.8V 3589 F12 図12. ピン・ストラップによるシーケンス制御のタイミング 起動のシーケンス制御を確実に行うため、LTC3589は、出力 が300mV以下まで放電するまでレギュレータの内部イネー ブルを防ぐように設計されています。I2Cシステム制御レジスタ2 （SCR2） により、LTC3589がイネーブルを待つか直ちにイネー ブルするかが制御されます。LTC3589とLTC3589-1のPORデ フォルト設定では、出力が300mV以下になるのを待ってから イネーブルします。LTC3589とLTC3589-1のレギュレータの出 力放電抵抗はSCR2の設定値に接続されます。 レギュレータの出力を300mVより高い電圧に逆ドライブする 可能性があるシステムで使用する場合、LTC3589-2のPORデ フォルト設定では、 出力電圧に関係なく常にレギュレータをイ ネーブルし、 レギュレータがイネーブルされていないときは常 に放電抵抗を作動します。 キープアライブ動作 イブ・ビットに1を書き込めば、LTC3589がスタンバイ （POFF） モードのときもレギュレータはオン状態のままになります。 キー プアライブ・ビットがセットされたレギュレータは、同じビット に L を書き込んでリセットする、 プッシュボタン・ハードリ セットによってLTC3589をリセットする、 またはフォールト状態 （UVLO、PGOOD、 タイムアウト、 またはサーマル・シャットダ ウン） が発生する、 のいずれかの状態になるまでイネーブルさ れたままになります。PWR_ONとWAKEが L になると、 キー プアライブ・レギュレータのIRQSTATレジスタとPGSTATレ ジスタ、 およびIRQピンとPGOODピンによってPGOODおよび フォールト状態が通知されます。 システムがスタンバイ状態にあるときに電源レールをアクティ ブにしておく必要があるシステムでは、PWR_ONおよびWAKE の状態に関わらず、LTC3589の3個の降圧スイッチング・レギュ レータのいずれか、 またはLDO2を起動状態にしておくことが できます。 レギュレータの動的目標電圧レジスタのキープアラ ソフトウェア制御モード パワーアップ･シーケンスが完了すれば、パワーモード要件 に従い、 システムによって各レギュレータを個別にイネーブル /ディスエーブルすることができます。出力電圧イネーブル・コ マンド・レジスタ・ビットOVEN[7]を H に設定すると各レギュ レータをそのイネーブル・ピンから分離できるので、OVENコ マンド・レジスタだけで制御することができます。 ソフトウェア 制御モードにするには、 コマンド・ビットOVEN[7]を H に設 定してOVEN[6：0]の希望のイネーブル・ビットを H にします。 OVEN[6：0]でイネーブルされたレギュレータは、OVEN[7]が H であればイネーブル・ピンの状態に関わらずオンのままに なります。 レギュレータ・イネーブル・ビットとOVEN[7]のソフト ウェア制御ビットは、 同じI 2C起動−停止シーケンスの中で設 定することができます。PWR_ONを使用した通常シャットダウ ンでは、 すべてのレギュレータを確実にオフするために、OVEN レジスタの8ビットすべてが0x00にリセットされます。 フォールト検出、 シャットダウン、 および通知 LTC3589は、VIN、 出力レール電圧、 内部ダイ温度をモニタしま す。V INが2.9V未満になったときと内部ダイ温度がサーマル･ シャットダウン温度に近付いたときは警告状態が示されます。 VINが2.6V未満になったとき、 いずれかのレギュレータ出力が 14msにわたり8%低くなったとき、 または内部ダイ温度が高く なったときはフォールト状態になります。警告状態とフォールト 状態は、IRQピン、PGOODピン、 およびRTSOピンによって通知 されます。具体的なフォールト状態は、I2Cシリアル・ポート状 態レジスタIRQSTATとPGSTATを介して読み取られます。 3589ff 32 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 RSTOピンの機能 RSTO（リセット出力） ピンは、パワーオン・リセット信号として 使用するためのオープンドレイン出力です。 このピンは最初の パワーアップ時に L になり、LDO1がその目標値の8%以内に なって最初の1秒間の起動タイマが終了するまでその状態を 維持します。通常動作時はRSTOは H に維持され、LDO1が 25μsを超えて安定化状態から外れるか、 プッシュボタン・ハー ドリセットが開始されると L になります。LDO1が安定化状 態に戻ると、14ms後にRSTOが H になります。 態を示す場合はPGOODピンが L になり、PGSTAT状態レジ スタの該当ビットがセットされます （表15）。 表15. PGSTAT読み出し専用レジスタ・ビットの定義 PGSTAT [ビット] 値 設定 0 0 1 LDO1_STBY出力が低い LDO1_STBY出力がグッド 1 0 1 降圧スイッチング・レギュレータ1の出力が低い 降圧スイッチング・レギュレータ1の出力がグッド 2 0 1 3 0 1 4 0 1 昇降圧レギュレータ4の出力が低い 昇降圧レギュレータ4の出力がグッド 5 0 1 LDO2の出力が低い LDO2の出力がグッド VIN 2.7V 6 0 1 LDO3の出力が低い LDO3の出力がグッド –8% 7 0 1 LDO4の出力が低い LDO4の出力がグッド RSTOピンの初期パワーアップを図13に示します。1秒間の起 動時間の終了時にV INが低電圧スレッショルドを超えていな い場合は、IRQピンが L になってIRQSTAT状態レジスタの 低電圧ビットがセットされます。 LDO1 25µs 1 SEC RSTO 降圧スイッチング・レギュレータ3の出力が低い 降圧スイッチング・レギュレータ3の出力がグッド PGOODピンとPGSTAT状態レジスタのタイミングを図14に 示します。イネーブルされているレギュレータがないときは、 PGOODピンは L 、PGSTATのビットも L になっています。 PGOODとPGSTATビットは、最後にイネーブルされたレギュ レータがその目標電圧の7%以内になってから250μs後に H になります。 14ms INITIAL POWER-UP 降圧スイッチング・レギュレータ2の出力が低い 降圧スイッチング・レギュレータ2の出力がグッド LDO1 UNDERVOLTAGE LTC3589 VIN –8% PWR_ONが"H"になると 1秒後にWAKEが"H" LDO1 RSTO 25µs 14ms ENx 14ms INITIAL POWER-UP 1sec WAKE 200µs LDO1 UNDERVOLTAGE LTC3589-1/LTC3589-2 3589 F13 図13. 初期パワーアップとLDO1の低電圧のRSTOのタイミング VOUTx PGOOD 25µs 25µs WAKEが"L"になると ディスエーブルされる 250µs 250µs 250µs 14ms PGOODピンとPGSTAT状態レジスタの機能 LT3589の各レギュレータには内部パワーグッド出力があり、 レギュレータの帰還ピンの電圧が入力リファレンス電圧の7% （標準）以内にあるときは常にアクティブになっています。内部 パワーグッド信号のどれかが25μs（ 標準） を超えて低電圧状 IRQ イネーブル 低電圧 長時間の 低電圧状態 （フォールト） ディスエーブル 3589 F14 図14. PGOODピンとPGSTAT状態レジスタのタイミング 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 33 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 イネーブルされたレギュレータの出力が7%以上低下した状 態が25μsを超えると、PGOODが L になってPGSTATレジ スタの該当する状態ビットが0に設定されます。PGOODピン とPGSTAT状態ビットは、低電圧状態が終了してからさらに 250μsの間 L の状態を維持します。 低出力レール状態が続いてPGOODピンが L の状態が14ms を超えるとPGOODタイムアウト・フォールト状態となり、I2Cレ ジスタ・ビットSCR2[7]がマスクされていない場合はハードリ セットがトリガされます。SCR2[7]が H の場合、PGOODは通 常の動作をします。 動的電圧スルーの間は、各レギュレータの動的目標電圧レジ スタのビット5が H に設定されていない限り、PGOODは L になります。状態レジスタPGSTATは動的電圧スルーの影響 を受けません。 低電圧の検出 LTC3589の低電圧（UV）検出回路は、VINが2.7Vに達するま でレギュレータ動作をロックアウトしてフォールト状態を出 力します。VINが2.7Vを超えると、LTC3589はVINが2.55V（標 準） に低下するまで通常動作をします。VINが2.55Vを下回ると フォールト状態となり、 ハード・シャットダウン・リセットが開始 されます。低電圧警告レベルと低電圧フォールト検出レベル を図15に示します。 VIN フォールト 警告 サーマル・シャットダウン・フォールトと警告 VIN低電圧検出回路と同様に、過温度検出回路は警告レベル とフォールト・レベルをチェックします。過温度フォールトが発 生すると、 フォールトによるシャットダウンが開始されます。過 温度警告状態になると、 レジスタ・ビットIRQSTAT[6]がセット されてIRQピンが L になります。 IRQピンとIRQSTAT状態レジスタの機能 IRQピンとIRQSTAT状態レジスタは、PGOODタイムアウト・ フォールト、V IN低電圧警告とV IN低電圧フォールト、過温度 警告と過温度フォールトを通知します。IRQSTATの読み出し 専用レジスタ・ビットの意味を表16に示します。 表16. IRQSTAT読み出し専用レジスタ・ビットの定義 IRQSTAT [ビット] 値 設定 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 PGOODタイムアウト・フォールト （PGOOD “L” > 14ms） VIN低電圧警告（VIN < 2.9V） （VIN < 2.6V） VIN低電圧フォールト 熱制限警告（TJ > 130°C） 熱制限フォールト （TJ > 150°C） 警告（V IN < 2.9Vまたは過温度による警告）イベントに続 くIRQとIRQSTAT状態レジスタのタイミングを図16に示し ます。警告状態になると、IRQが L にラッチされてビット IRQSTAT[4]またはIRQSTAT[6]がセットされます。I 2Cによる CLIRQコマンドによって警告状態が解消されるまでIRQは L のままで、IRQSTAT状態ビットもアクティブのままになりま す。 低電圧 2.55V 2.65V 2.9V 3V TSD OR UV WARNING VIN 3589 F15 IRQ 図15. UV検出ハードリセットと警告のレベル IRQSTAT CLIRQ 低電圧警告状態になると、 レジスタ・ビットIRQSTAT[4]がセッ トされてIRQピンが L になります。 3589 F16 図16. IRQとIRQSTAT状態レジスタの警告タイミング すべてのレギュレータがオフすると、待機消費電流をできるだ け少なくするためにUVLOおよび熱センサ回路がディスエーブ ルされます。 3589ff 34 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 フォールトによるハード・シャットダウン・イベントに続くIRQ ピンとIRQSTAT状態レジスタのタイミングを図17に示しま す。 フォールト状態になるとIRQが L にラッチされて、 ビット IRQSTAT[3]、IRQSTAT[5]、 またはIRQSTAT[7]がセットされ ます。IRQはCLIRQコマンドが出されるまで L のままです。 CLIRQ命令が出されると、IRQSTAT状態ビットは、1秒間のイ ネーブル禁止時間、 またはフォールト状態が続いている時間 のどちらか長い方の時間、 セットされた状態を維持します。 TSD, UV, OR PGOOD FAULT IRQ 1 SEC 1 SEC IRQSTAT CLIRQ 3589 F17 図17. IRQとIRQSTAT状態レジスタのフォールト・タイミング フォールトによるシャットダウン 3つのフォールト状態のどれかが発生すると、 ハードリセット・ シャットダウンが開始されて以下のイベントがトリガされます。 1）状態レジスタIRQSTAT内のそのフォールトに対応するビッ トがセットされる、2）IRQピンとWAKEピンが L になる、3） イネーブル・ピン入力が無視されてレギュレータがディスエー ブルされる、4）出力電圧イネーブル用OVENコマンド・レジス タ内のすべてのイネーブル・ビットとソフトウェア制御モード・ ビットがクリアされる、5） プッシュボタン・コントローラが1秒間 PDN状態になってからPOFF状態になる。 レギュレータ出力が 放電できるだけの十分な時間を確保するために、 フォールト 状態が解消され、 かつ1秒間のタイムアウト時間が経過するま で、 レギュレータを再度イネーブルすることはできません。1秒 間のタイムアウト時間が経過し、 かつフォールト状態が解消さ れ、 さらにPWR_ONが H になっていれば、WAKEが H にな り、LTC3589は H になっているすべてのイネーブル・ピンに応 答します。 SDA tSU, DAT tLOW tHD, STA tHD, DAT tBUF tSU, STO tHD, STA 3589 F18 SCL tHIGH tHD, STA START CONDITION tSP REPEATED START CONDITION tf tr STOP START 図18. LTC3589のI2Cタイミング ADDRESS 0 1 1 0 1 0 0 WR SDA 0 1 1 0 1 0 0 0 ACK SCL 1 2 3 4 5 6 7 8 SUB-ADDRESS DATA SUB-ADDRESS DATA S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 START 9 ACK 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ACK 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ACK 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ACK 1 2 3 4 5 6 7 8 STOP 9 3589 F19 図19. LTC3589のI2Cシリアル・ポートの複数書き込みパターン 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 35 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 I2C動作 L から H に遷移させることにより、 マスタによって送信され 2 ます。 この後は、別のI Cデバイスとの通信のために自由にバス を使えます。 I2Cインタフェース LTC3589は、標準的なI2Cの2線インタフェースを使ってバス・ マスタと通信します。2つのバス・ラインSDAとSCLは、 バスを使 用しないときは H にしておく必要があります。 これらのライン 上には、外付けのプルアップ抵抗かLTC1694のSMBusアクセ ラレータのような電流源が必要です。LTC3589は、 スレーブ・ レシーバであると同時にスレーブ・トランスミッタでもありま す。I2C制御信号のSDAとSCLは、DVDD電源に合わせて内部 でスケーリングされます。DVDDは、 バスのプルアップ抵抗と同 じ電源に接続する必要があります。 I2Cのバイト・フォーマット LTC3589に対して送受信する各バイトは8ビット長で、 その 後にアクノリッジ・ビットのための1クロック・サイクルが続く 必要があります。 データは最上位ビット （MSB） を先頭にして LTC3589に送ります。 I2Cポートは、DVDDピンに低電圧ロックアウトを備えています。 DVDDが約1Vを下回ると、I2Cシリアル・ポートがパワーオン状 態にリセットされてレジスタがデフォルト値に設定されます。 I2Cバス速度 I2Cポートは最大400kHzの速度で動作します。 このポートには 2 タイミング遅延が組み込まれており、I C準拠のマスタ・デバイ スから呼び出されたときに正しく動作するように保証されてい ます。 万一バスの状態が乱された場合にグリッチを抑制するよ うに設計された入力フィルタも備えています。 I2Cのアクノリッジ アクノリッジ信号はマスタとスレーブの間のハンドシェークに 使われます。LTC3589に書き込みが行われると、LTC3589は その書き込みアドレスとそれに続くレジスタ・アドレス、 および データ・バイトに対してアクノリッジを返します。LTC3589から の読み出しが行われると、 その読み出しアドレスと8ビットの状 態バイトに対してアクノリッジを返します。 LTC3589によって生成されるアクノリッジ・パルス （アクティブ は、情報の最新のバイトが受信されたことをマスタに知ら L ） せます。 マスタは、 アクノリッジ・クロック・サイクルの間にクロッ ク・サイクルを生成してSDAライン （ H ） を解放します。書き込 みアクノリッジ・クロック・パルスが H の間SDAラインが安定 して L に保たれるように、LTC3589はこのクロック・パルスの 間SDAラインを引き下げます。 I2CのSTART条件とSTOP条件 バス・マスタはSTART条件を送信することによって通信開始 を知らせます。START条件はSCLを H に保ったままSDAを H から L に遷移させて発生させます。 マスタはスレーブ書 き込みアドレスまたはスレーブ読み出しアドレスのどちらかを 送信することができます。 データがLTC3589に書き込まれる と、 マスタはSTOP条件を送信することができます。 この条件は LTC3589が新しいコマンド・セットに対してアクションをとるよ うに命令します。STOP条件は、SCLを H に保ったままSDAを I2Cスレーブ・アドレス LTC3589は製造時にプログラムされた読み出しアドレスと書き 込みアドレスに応答します。書き込みアドレスは0x68、読み出し アドレスは0x69です。読み出し/書き込みビットと呼ばれるアド レス・バイトの最下位ビットは、LTC3589へのデータ書き込み では0、 データ読み出しでは1にします。 SUB ADDRESS ADDRESS ADDRESS S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 0 1 1 0 1 0 0 WR SDA 0 1 1 0 1 0 0 0 ACK SCL 1 2 3 4 5 6 7 8 START 9 START ACK 1 2 3 4 5 6 7 8 9 DATA 0 1 1 0 1 0 0 RD R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0 0 1 1 0 1 0 0 1 ACK 1 2 3 4 5 6 7 8 STOP 9 ACK 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3589 F20 図20. LTC3589のI2Cシリアル・ポート読み出しパターン 3589ff 36 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 I2Cのサブアドレスによる書き込み LTC3589には制御入力用のコマンド・レジスタが14個ありま す。 これらへのアクセスは、 サブアドレスを使う書き込みシステ 2 ムを介してI Cポートによって行われます。 LTC3589のそれぞれの書き込みサイクルは、LTC3589の書き 込みアドレスで始まる3バイト以上のバイト群で構成されます。 第2バイトは書き込み対象となるコマンド・レジスタのサブアド レスです。 このサブアドレスは、第3バイトのデータが格納され るレジスタを指すポインタです。第3バイトは、第2バイトで受け 取ったサブアドレスに書き込まれるデータです。1つのSTART シーケンスで複数のレジスタへの書き込みを行うには、 サブア ドレスとデータ・バイトを交互に繰り返します。 I2Cバスの書き込み動作 マスタはSTART条件とLTC3589の書き込みアドレスを使っ てLTC3589との通信を開始します。 アドレスがLTC3589のア ドレスと一致すると、LTC3589はアクノリッジ・パルスを返しま す。 マスタはこれに対してサブアドレスを送る必要があります。 LTC3589はこのサブアドレスに対して再度アクノリッジを返 し、 データ・バイトについてもこのサイクルが繰り返されます。 LTC3589がアクノリッジを返すとデータ・バイトが内部保持 ラッチに転送され、 引き続きサブアドレスとデータのペアが保 持ラッチに書き込まれます。個々のサブアドレスとデータのペ アについてLTC3589のアドレスを指定する必要はありません。 必要に応じ、 マスタはREPEAT-START条件を開始して、I 2C バス上の別のデバイスのアドレスを指定することができます。 LTC3589は受信した有効なデータを記憶します。I2Cバス上の 全てのデバイスが呼び出されて有効データが送られ、 さらにグ ローバルSTOPが送られると、LTC3589は、受信したデータを 使ってそのコマンド・ラッチを更新します。 I2Cのサブアドレスによる読み出し LTC3589のI2Cインタフェースは、I2Cコマンド・レジスタと状態 レジスタのランダム・アドレス読み出しをサポートしています。 レジスタの読み出しを行う場合は、事前にそのレジスタのサ ブアドレスが書き込まれている必要があります。START条件 にLTC3589の書き込みアドレスと読み出しを行うレジスタのサ ブアドレスを付加して送ります。 このサブアドレスはレジスタを 指すポインタとして格納されます。REPEAT-START条件には LTC3589の読み出しアドレスを付加して送ります。 その読み出 しアドレスのアクノリッジに続けて、LTC3589は次の8クロック・ サイクルで1サイクルごとに1ビットの情報を返します。 この読み 出し動作にSTOP条件は必要ありません。読み出しサブアドレ スは、 新しいサブアドレスが書き込まれるまで格納されたまま になります。 STOP条件を送る前にデータをリードバックすることによって、 コマンド・レジスタにデータをコミットする前に内部データ保 持ラッチに書き込まれたデータを確認します。 START条件に続いてLTC3589の読み出しアドレスを送り、次 いで読み出しアドレスのアクノリッジ後にデータをクロックアウ トし、 これを繰り返して継続的にレジスタをポーリングします。 I2Cコマンド・レジスタと状態レジスタ LTC3589のI2Cコマンド・レジスタと状態レジスタを表17と表18 に示します。 システム制御レジスタ （SCR1） はスイッチング・レ ギュレータの動作モードを設定します。各降圧スイッチング・レ ギュレータは、 パルス・スキップ・モード、Burst Mode動作、 また は強制連続モードで動作します。昇降圧スイッチング・レギュ レータは、強制連続モードまたはBurst Modeで動作させるこ とができます。 出力電圧イネーブル（OVEN） コマンド・レジスタは、各レギュ レータのイネーブルを個別に制御します。OVEN[7]のロジック 値が L に設定されると、 OVEN[6-0]の各ビットとそれらのビッ トに対応するイネーブル・ピンとのOR（論理和） が取られます。 OVEN[7]が H のときは入力ピンEN1、EN2、EN3、EN4、EN_ LDO2、 およびEN_LDO34は無視され、LTC3589のレギュレー タはOVENレジスタのみに応答します。 レギュレータがハード ワイヤード・パワーアップ・シーケンスで設定されているとき は、OVEN[7]をセットすることにより個々のレギュレータをソフ トウェアで制御することができます。PWR_ONピンを L にす ると、OVENレジスタ内のすべてのビットがPOR状態（0x00） に リセットされます。 システム制御レジスタ2（SCR2） は、 レギュレータの起動動作と レギュレータのパワーグッド （PGOOD） ハード・シャットダウン 動作を制御します。14msより長い拡張PGOODフォルト状態の 間、 コマンド・レジスタ・ビットSCR2[7] がLTC3589の動作を制 御します。 ビットSCR2[7] は、IRQピンまたはIRQSTAT状態レ ジスタによるPGOOD状態通知を変更しません。SCR2[6-0] の ビットは、 レギュレータの出力が300mVより高いときにレギュ レータがオンするのを待つかどうかを制御します。 デフォルト でPORが L になると、LTC3589とLTC3589-1のレギュレータ は出力が300mV以下まで放電するのを待ちます。LTC3589-2 ではデフォルトでPORが L になると、 レギュレータは任意の 出力電圧で起動できます。 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 37 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 表17. LTC3589のコマンド・レジスタの表 レジスタ 名称 0x07 SCR1 0x10 OVEN 0x12 LTC3589 SCR2 0x12 SCR2 LTC3589-1 B[7] B[6] B[5] B[4] 昇降圧レギュ 降圧スイッチング・レギュレー レータのモード： タ3のモード： 0 = 連続 0 0 = パルス・スキップ 1 = Burst Mode 0 1 = Burst 1 0 = 強制連続 ソフトウェア EN_LDO4 制御モード： 0 = ピンまたは OVENレジスタ でイネーブル 1 = OVENレジ スタのみでイ ネーブル/ディ スエーブル PGOODハー LDO4の起動： ド・シャットダ ウンのマスク： = 出力 < 0 = PGOODタイ 0 「 となる ムアウト・ハー 300mV」 ド・シャットダ まで待ってか らイネーブル ウンを許可 1 = PGOODハー 1 = 待機せず ド・シャットダ に放電抵抗を ウンを禁止 ディスエーブル EN_LDO3 EN_LDO2 B[3] B[2] B[1] B[0] デフォルト 降圧スイッチング・レギュレー タ2のモード： 0 0 = パルス・スキップ 0 1 = Burst 1 0 = 強制連続 降圧スイッチング・レギュレー 0000 0000 タ1のモード： 0 0 = パルス・スキップ 0 1 = Burst 1 0 = 強制連続 EN4 EN2 EN1 降圧スイッチン グ・レギュレー タ2の起動： 0「 = 出力 < 300mV」 となる まで待ってか らイネーブル 1 = 待機せず に放電抵抗を ディスエーブル 降圧スイッチン 0000 0000 グ・レギュレー タ1の起動： 0「 = 出力 < 300mV」 となる まで待ってか らイネーブル 1 = 待機せず に放電抵抗を ディスエーブル EN3 LDO3の起動： LDO2の起動： 昇降圧レギュ 降圧スイッチン レータの起動： グ・レギュレー タ3の起動： 0「 = 出力 < 0「 = 出力 < 0「 = 出力 < 0「 = 出力 < 300mV」 となる 300mV」 となる 300mV」 となる 300mV」 となる まで待ってか まで待ってか まで待ってか まで待ってか らイネーブル らイネーブル らイネーブル らイネーブル 1 = 待機せず 1 = 待機せず 1 = 待機せず 1 = 待機せず に放電抵抗を に放電抵抗を に放電抵抗を に放電抵抗を ディスエーブル ディスエーブル ディスエーブル ディスエーブル PGOOD ハー LDO4 の起動： LDO3の起動： LDO2 の起動： 昇降圧レギュ 降圧スイッチン ド・シャットダ レータの起動： グ・レギュレー ウンのマスク： タ 3 の起動： 0 = PGOODタイ 0 =「出力 0 =「出力 0 =「出力 0 =「出力 0 =「出力 ムアウト・ハー <300mV」とな <300mV」とな <300mV」とな <300mV」とな <300mV」とな ド・シャットダ るのを待ってか るのを待ってか るのを待ってか るのを待ってか るのを待ってか ウンを禁止 らイネーブル らイネーブル らイネーブル らイネーブル らイネーブル 1 = PGOODハー 1 = 待機せず 1 = 待機せず 1 = 待機せず 1 = 待機せず 1 = 待機せず ド・シャット に放電抵抗を に放電抵抗を に放電抵抗を に放電抵抗を に放電抵抗を ダウンを許可 ディスエーブル ディスエーブル ディスエーブル ディスエーブル ディスエーブル 降圧スイッチン グ・レギュレー タ 2 の起動： 0 =「出力 <300mV」とな るのを待ってか らイネーブル 1 = 待機せず に放電抵抗を ディスエーブル 0000 0000 降圧スイッチン 0000 0000 グ・レギュレー タ 1 の起動： 0 =「出力 <300mV」とな るのを待ってか らイネーブル 1 = 待機せず に放電抵抗を ディスエーブル 3589ff 38 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 表17. LTC3589のコマンド・レジスタの表 レジスタ 名称 0x12 SCR2 LTC3589-2 0x20 VCCR B[7] B[6] LDO2リファレ LDO2のスルー 降圧スイッチン ンスの選択： 開始： グ・レギュレー タ3のリファレ ンス選択： 0 = 終了 0= 0= L2DTV1[4-0] B3DTV1[4-0] 1 = 開始 1= 1= L2DTV2[4-0] B3DTV2[4-0]2 CLIRQ 0x23 B1DTV1 降圧スイッチング・レギュレー タのスイッチのDV/DT制御： 00 = 1ns 01 = 2ns 10 = 4ns 11 = 8ns 0x25 B[4] B[3] B[2] B[1] B[0] デフォルト PGOOD ハー LDO4 の起動： LDO4 の起動： LDO4 の起動： LDO4 の起動： LDO4 の起動： LDO4 の起動： LDO4 の起動： 0000 0000 ド・シャットダ ウンのマスク： 0 =「出力 0 =「出力 0 =「出力 0 =「出力 0 =「出力 0 =「出力 0 = PGOODタイ 0 =「出力 ムアウト・ハー <300mV」とな <300mV」とな <300mV」とな <300mV」とな <300mV」とな <300mV」とな <300mV」とな ド・シャットダ るのを待たず るのを待たず るのを待たず るのを待たず るのを待たず るのを待たず るのを待たず にイネーブル にイネーブル にイネーブル にイネーブル にイネーブル にイネーブル にイネーブル ウンを禁止 1 = PGOODハー 1 =「出力 1 =「出力 1 =「出力 1 =「出力 1 =「出力 1 =「出力 1 =「出力 ド・シャットダ <300mV」とな <300mV」とな <300mV」とな <300mV」とな <300mV」とな <300mV」とな <300mV」とな ウンを許可 るのを待ってか るのを待ってか るのを待ってか るのを待ってか るのを待ってか るのを待ってか るのを待ってか らイネーブル らイネーブル らイネーブル らイネーブル らイネーブル らイネーブル らイネーブル 0x21 0x24 B[5] B1DTV2 キープアライ ブ・モード 0 = 通常の シャットダウ ン 1 = キープア ライブ 位相選択： 0 = クロック 位相1 1 = クロック 位相2 VRRCR LDO2の動的リファレンスの スルーレート： 00 = 0.88mV/μs 01 = 1.75mV/μs 10 = 3.5mV/μs 11 = 7mV/μs 降圧スイッチ ング・レギュ レータ3のス ルー開始： 0 = 終了 1 = 開始 降圧スイッチン グ・レギュレー タ2のリファレ ンス選択： 0= B2DTV1[4-0] 1= B2DTV2[4-0] 降圧スイッチ ング・レギュ レータ2のス ルー開始： 0 = 終了 1 = 開始 降圧スイッチン グ・レギュレー タ1のリファレ ンス選択： 0= B1DTV1[4-0] 1= B1DTV2[4-0]2 降圧スイッチ 0000 0000 ング・レギュ レータ1のス ルー開始： 0 = 終了 1 = 開始 PGOODマスク： 降圧スイッチング・レギュレータ1の帰還リファレンス入力（V1） 0 = スルー時 にPGOODが “L” 1 = スルー時 にPGOODが” L”に強制され ない 降圧スイッチ ング・レギュ レータ1のク ロックレート 0 = 2.25MHz 1 = 1.12MHz 0001 1001 00000 = 362.5mV 11001 = 675mV 11111 = 750mV 12.5mVステップ・サイズ 降圧スイッチング・レギュレータ1の帰還リファレンス入力 （V2） 00000 = 362.5mV 11001 = 675mV 11111 = 750mV 12.5mVステップ・サイズ 降圧スイッチング・レギュ レータ3の動的リファレンス のスルーレート： 00 = 0.88mV/μs 01 = 1.75mV/μs 10 = 3.5mV/μs 11 = 7mV/μs 降圧スイッチング・レギュ レータ2の動的リファレンス のスルーレート： 00 = 0.88mV/μs 01 = 1.75mV/μs 10 = 3.5mV/μs 11 = 7mV/μs 0001 1001 1111 1111 降圧スイッチング・レギュ レータ1の動的リファレンス のスルーレート： 00 = 0.88mV/μs 01 = 1.75mV/μs 10 = 3.5mV/μs 11 = 7mV/μs 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 39 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 表17. LTC3589のコマンド・レジスタの表 レジスタ 名称 B[7] 0x26 B2DTV1 未使用 0x27 B2DTV2 キープアライ ブ・モード 0 = 通常シャッ トダウン 1 = キープア ライブ 0x29 B3DTV1 未使用 0x2A B3DTV2 キープアライ ブ・モード 0 = 通常の シャットダウン 1 = キープア ライブ 0x32 B[6] 位相選択： 0 = クロック 位相1 1 = クロック 位相2 位相選択： 0 = クロック 位相1 1 = クロック 位相2 L2DTV1 キープアライ 未使用 ブ・モード 0 = 通常の シャットダウン 1 = キープア ライブ B[5] B[4] B[3] B[2] B[1] B[0] （V1） PGOODマスク： 降圧スイッチング・レギュレータ2の帰還リファレンス入力 0 = スルー時 00000 = 362.5mV にPGOODが 11001 = 675mV 11111 = 750mV “L” 1 = スルー時 12.5mVステップ・サイズ にPGOODが “L”に強制さ れない 降圧スイッチ ング・レギュ レータ2のク ロックレート 0 = 2.25MHz 1 = 1.125MHz 降圧スイッチング・レギュレータ2の帰還リファレンス入力 （V2） PGOODマス ク： 0 = スルー時 にPGOODが “L” 1 = スルー時 にPGOODが 変更されな い 0001 1001 0001 1001 00000 = 362.5mV 11001 = 675mV 11111 = 750mV 12.5mVステップ・サイズ （V1） PGOODマスク： 降圧スイッチング・レギュレータ3の帰還リファレンス入力 0 = スルー時 00000 = 362.5mV にPGOODが”L” 11001 = 675mV 1 = スルー時 11111 = 750mV にPGOODが” 12.5mVステップ・サイズ L”に強制され ない 降圧スイッチ ング・レギュ レータ3のク ロックレート 0 = 2.25MHz 1 = 1.125MHz デフォルト 降圧スイッチング・レギュレータ3の帰還リファレンス入力 （V2） 0001 1001 0001 1001 00000 = 362.5mV 11001 = 675mV 11111 = 750mV 12.5mVステップ・サイズ LDO2の帰還リファレンス入力 （V1） 0001 1001 00000 = 362.5mV 11001 = 675mV 11111 = 750mV 12.5mVステップ・サイズ 3589ff 40 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 表17. LTC3589のコマンド・レジスタの表 レジスタ 名称 0x33 LTC3589 B[7] L2DTV2 LDO4の制御 モード： 0 = EN_LDO34 によりLDO4 をイネーブル 1 = OVEN[6]に よりLDO4をイ ネーブル 0x33 L2DTV2 未使用 LTC3589-1 LTC3589-2 B[6] B[5] B[4] B[3] B[2] LDO4の出力電圧： LDO2の帰還リファレンス入力 （V2） 00 = 2.8V 01 = 2.5V 10 = 1.8V 11 = 3.3V 00000 = 362.5mV 11001 = 675mV 11111 = 750mV 12.5mVステップ・サイズ LDO4の出力電圧： 00 = 1.2V 01 = 1.8V 10 = 2.5V 11 = 3.2V LDO2の帰還リファレンス入力（V2） 00000 = 362.5mV 11001 = 675mV 11111 = 750mV 12.5mVステップ・サイズ B[1] デフォルト B[0] 0001 1001 0001 1001 表18. LTC3589の読み出し専用状態レジスタの表 レジ スタ 名称 0x02 IRQSTAT 0x13 PGSTAT B[7] B[6] B[5] B[4] B[3] B[2] 熱制限ハード・ 熱制限に近い 低電圧ハード・ 低電圧制限に近い PGOOD タイム 未使用 シャットダウン シャットダウン アウト・ハー が発生 が発生 ド・シャットダ ウンが発生 LDO4 の状態： LDO3 の状態： LDO2 の状態： Buck_Boost の状 態： 0 = VOUT が低い 0 = VOUT が低い 0 = VOUT が低い 0 = VOUT が低い 1 = VOUT は良好 1 = VOUT は良好 1 = VOUT は良好 1 = VOUT は良好 B[1] B[0] 未使用 未使用 降圧スイッチン 降圧スイッチン 降圧スイッチン LDO1 の状態： グ・レギュレー グ・レギュレー グ・レギュレー タ 3 の状態： タ 2 の状態： タ 1 の状態： 0 = VOUT が低い 0 = VOUT が低い 0 = VOUT が低い 0 = VOUT が低い 1 = VOUT は良好 1 = VOUT は良好 1 = VOUT は良好 1 = VOUT は良好 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 41 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 LDO2と降圧スイッチング・レギュレータ1∼3は、 それぞれ電 圧変更制御レジスタVCCR内に1組の制御ビットを持っていま す。 リファレンス選択ビットは、 レギュレータの帰還リファレンス DAC入力への入力として、2つある5ビット・ワードのどちらを使 うかを選択します。 スルー開始ビットは、 リファレンス選択ビッ トによって選択された電圧へのDACのスルーを開始します。 スルーが完了すると、 スルー開始ビットは L にリセットされま す。 CLIRQコマンド・レジスタにアクセスすると、IRQピンがクリア されて H になります。 このピンは、LTC3589がサブアドレスを アクノリッジするとクリアされます。CLIRQコマンド・レジスタに 書き込まれたデータは無視されます。 帰還リファレンス用スルーDACへの5ビットの動的目標電圧 入力を格納するために使われるコマンド・レジスタは8個あ ります。 すなわち、B1DTV1、B1DTV2、B2DTV1、B2DTV2、 B3DTV1、B3DTV2、L2DTV1、 およびL2DTV2です。V2で終 わる名前のレジスタは、 ビット4からビット0までを使ってレギュ レータのV2帰還リファレンス電圧を格納します。 レギュレータ 入力リファレンス電圧は、VCCR内でリファレンス選択ビット を H に設定し、VCCRの開始ビットに書き込みを行うことに よってV2に設定されます。VSTBピンが H になったときも、 常にV2電圧が選択されます。V1で終わる名前のレジスタは、 ビット4からビット0までを使ってレギュレータのV1帰還電圧 リファレンスを格納します。 レギュレータの入力リファレンス電 圧は、 コマンド・レジスタVCCR内でリファレンス選択ビットを L に設定することによってV1電圧に設定されます。5ビット の値を変更するかVCCRのリファレンス選択ビットを変更す ることによって新しい動的目標電圧が設定されたときは、常 に、VCCRの開始ビットに書き込みを行って動的電圧スルー を開始する必要があります。B1DTV1、B2DTV1、B3DTV1、 およびL2DTV1のビット5が L のときは、動的電圧スルー中、 PGOODピンが L になります。B1DTV1のビット7とビット6は、 すべての降圧スイッチング・レギュレータのスイッチのDV/DT 速度を設定します。B1DTV2、B2DTV2、B3DTV2のビット5は、 降圧スイッチング・レギュレータ1、2、3のスイッチング周波数を 選択します。 このビットに L を書き込むとスイッチング周波数 が2.25MHzに設定され、H を書き込むとスイッチング周波数 は1.125MHzに設定されます。 4個ある帰還リファレンスDACの動的スルーレートは、電圧ラ ンプ・レート・コマンド・レジスタ （VRRCR） のビットを使用して 個別に設定されます。 ここで示されるスルーレートは、DAC出 力がその目標値にスルーアップまたはスルーダウンする際の 値です。 出力電圧のスルーレートは、 レギュレータの出力電圧 を設定する抵抗分割器ネットワークの利得によってスケーリ ングされます。 たとえば、0.75Vの動的目標電圧リファレンスに 対して出力電圧が1.2Vに設定されたレギュレータの利得は 1.6です。 レギュレータ出力を1.2Vから1Vにスルーするには、 DAC出力を750mVから625mVへ125mVスルーダウンする 必要があります。VRRCRのスルーレート設定が01の場合、 レ ギュレータ出力のスルー時間は71μsです。 熱に関する検討事項と基板のレイアウト プリント回路基板の電力損失 最適な性能を維持し、 あらゆるレギュレータに最大出力電力 を供給できるようにするには、LTC3589のパッケージ裏面にあ る露出グランド・パッドを基板のグランド・プレーンに半田付 けすることが重要です。 この露出パッドは、LTC3589にとって 唯一のGND接続箇所です。 1オンス両面銅基板の2500mm2の グランド・プレーンに正しく半田付けすると、LTC3589の熱抵 抗（θJA） は約34 C/Wになります。パッケージ裏面の露出パッ ドと適切なサイズのグランド・プレーン間の熱接触が良くない と、34 C/Wよりはるかに大きな熱抵抗になります。 LTC3589のダイの接合部温度が最大定格制限値を超えな いようにして過温度フォールト防ぐために、LTC3589の電力 出力はアプリケーションによって管理する必要があります。 LTC3589内での合計電力損失は、 それぞれのスイッチング・レ ギュレータやLDOレギュレータの電力損失を総計することに よって概算できます。 スイッチング・レギュレータの電力損失は次式で予測できます。 PD(SWX) = (VOUTX • I OUTX )• 100 – Eff 100 ここで、VOUTXはプログラムされた出力電圧、IOUTXは負荷電 流、Effは%効率で、実際に測定するか、 またはプログラムされ た出力電圧に対して効率表で調べることができます。 3589ff 42 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 動作 LDOレギュレータによる電力損失は次式で予測できます。 PD(LDOX) = (VIN(LDOX) – V LDOX )• I LDOX ここでV LDOXはプログラムされた出力電圧、V IN（LDOX）は LDOの電源電圧、ILDOXは出力負荷電流です。 スイッチング・ レギュレータ出力の1つがLDOの電源電圧として使われてい る場合は、電力損失の計算時にLDOの電源電流をスイッチン グ・レギュレータの負荷電流に含めるのを忘れないようにして ください。 表19のパラメータと上に示した式を用いた例では、周囲温度 85 Cで最大接合部温度125 Cのアプリケーションが示され ています。LDO2、LDO3、 およびLDO4は、降圧スイッチング・ レギュレータ2と昇降圧スイッチング・レギュレータによって電 力が供給されています。 これら2つのスイッチング・レギュレー タの合計負荷は、 アプリケーションの負荷とLDOの負荷の合 計です。 この例におけるLDOレギュレータの電流は定格値の 1/2、 スイッチング・レギュレータの電流は定格値の3/4です。 表19. TJの計算例 OUTPUT VIN VOUT APP LOAD TOTAL LOAD EFF LDO1_VSTB 3.8V 1.2V 10mA 10mA 30mW LDO2 1.8V 1.2V 100mA 100mA 60mW LDO3 3.3V 1.8V 100mA 100mA 150mW LDO4 3.3V 2.5V 100mA 100mA 80mW VOUT1 3.8V 1.2V 1.2A 1.2A VOUT2 3.8V 1.8V 0.65A 0.75A 90% 140mW VOUT3 3.8V 1.25V 0.75A 0.75A 85% 140mW VOUT4 3.8V 3.3V 0.70A 0.90A 90% 300mW 80% 合計電力 周囲温度85°Cにおける内部接合部温度 POWER DISS 290mW プリント回路基板レイアウト プリント回路基板をレイアウトするときは、以下のチェックリス トに従ってLTC3589が正しく動作するようにします。 1. パッケージの露出パッド （ピン41） は面積が大きいグランド・ プレーンに直接接続し、熱インピーダンスと電気的インピー ダンスを最小限に抑えます。 2. スイッチング・レギュレータの入力電源のトレースはできる だけ短くし、 それらのデカップリング・コンデンサもできるだ け近くに配置します。 コンデンサのGND側は、基板のグラン ド・プレーンに直接接続します。 デカップリング・コンデンサ は、 内部パワーMOSFETとそのドライバにAC電流を供給し ます。 コンデンサからLTC3589のピンへのインダクタンスを 最小限に抑えることが重要です。 3. SW1、SW2、SW3、および昇降圧スイッチ・ピンSW4ABと SW4CDをインダクタに接続するスイッチング電源のトレース は、 放射EMIと寄生結合を減らすために、 できるだけ短くして ください。帰還ピンなどの敏感なノードは、 スイッチング・ノー ドの大きな電圧振幅から離すか、 シールドします。 4. 降圧スイッチング・レギュレータのインダクタと出力コンデン サ間の接続はできるだけ短くします。 出力コンデンサのGND 側は、基板の放熱用グランド・プレーンに直接接続してくだ さい。 5. 昇降圧レギュレータの出力（BB_OUT） と出力コンデンサ 間の接続はできるだけ短くします。 出力コンデンサのGND側 は、基板の放熱用グランド・プレーンに直接接続してくださ い。 1180mW 125°C 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 43 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 アプリケーション情報 LTC3589は、Marvell PXA3xxおよびPXA168 Xscaleプロセッ サ、新しいi.MX53およびi.MX51を含むFreescale i.MXファミ リ、Smart Reflex技術を利用したTI OMAPプロセッサ、 その他 数多くのARMプロセッサなど、 さまざまな先進的な携帯アプリ ケーション用プロセッサ・ファミリをサポートできるように最適 化されています。 PXA3XX Monahansプロセッサのサポート PXA3XXプロセッサは、低電力状態からプロセッサの電源 レールをパワーアップするために、特定のコマンド・レジスタ・ アドレスでPMICと通信するようにハードコードされています。 LTC3589のI2Cデバイス・アドレスとコマンド・レジスタ・アドレ スは、PXA3xxのコマンド・レジスタのサブアドレス要件に従っ てマップされています。LTC3589の書き込みアドレスは0x68で す。PXA3xxのサポートにとって重要なコマンド・レジスタ・ア ドレスは、 アドレス0x10の出力電圧イネーブル （OVEN） レジス タです。VCC_APPS/A_ENはOVENのビット0（降圧スイッチン グ・レギュレータ1をイネーブル） にマップされ、VCC_SRAM/ S_ENはOVENのビット2（降圧スイッチング・レギュレータ3を にマップされています。 コマンド・レジスタ・アドレ イネーブル） ス0x20の電圧変更制御レジスタ （VCCR） は、低電圧スタンバ イ・モードまたはスリープ・モードから実行モードに移行する 際の電圧変更とスルーの命令に必要な、動的電圧選択ビッ トと開始ビットを制御します。動的目標電圧（xxDTV[1,2]） レ ジスタは、必須コマンド・レジスタ・アドレスにマップされていま す。表16と表17に示したLTC3589のフル・レジスタ・マップは、 Monahansの始業時動作用にハードコードされたI2Cコマンド、 電圧変更シーケンス、電源イネーブル、D0復帰状態シーケン スをサポートしています。 LTC3589はMonahansのSYS_ENおよびPWR_RNイネーブル・ ピンを特に参照しているわけではありませんが、個別のイネー ブル入力ピンEN[1-4]とEN_LDO[2,34]によってこれらの信号 をサポートしており、 これらのピンは、 システムレベルで正しい 電源シーケンス制御を行うように必要に応じてSYS_ENまた はPWR_ENにハードワイヤ接続する必要があります。 LTC3589のRSTO信号はMonahansのハードリセット信号 nRESETをドライブするために使われ、常時オンのレギュレー タの出力LDO1_STBYの状態と、 プッシュボタンによるハード リセット要求に基づいています。RSTO出力のリリースには必 要に応じて少なくとも10msの遅延があり、 プッシュボタン・コン トローラによってLTC3589がリセットされた場合の遅延は1秒 です。 PXA16X Armadaプロセッサのサポート LTC3589には、休眠状態の設定と取り消し、 および動作再開 のためにプロセッサがアクセスできるスペア・レジスタ・ビット が含まれています。 キープアライブ機能を使用すれば、降圧スイッチング・レギュ レータは、Armadaプロセッサの休眠シャットダウン状態の間 もシステム・メモリを維持することができます。 i.MX53およびi.MX51プロセッサのサポート LTC3589は、Freescale Semiconductorの最新のi.MXファミリ のプロセッサ用に特に設計されたハードウェア機能を備えて います。i.MX53およびi.MX51は、LTC3589のVSTB入力ピン を制御して、実行モードのコア電圧と低レベルのスタンバイ電 圧間の遷移を命令します。動作電圧レベルとスタンバイ電圧 レベルは、I2Cコマンド・レジスタxxBTV1とxxBTV2によって初 期設定されます。VSTBピンが H にアサートされると、動的に 制御される4つの出力電源レールはすべてxxBTV2セットポイ ントにスルーされます。xxBTV1とxxBTV2が同じ値に設定さ れると、 スルーイングは行われません。 これにより、1つのVSTB ピンで4個のDAC制御レジスタのあらゆる組み合わせを制御 して、2つの設定出力電圧間をスルーさせることが可能です。 VSTBのアサートが解除されて値がゼロになると、 レギュレー タはxxBTV1のセットポイントまでスルーバックします。 3589ff 44 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 アプリケーション情報 i.MX31などの初期のi.MXファミリ・プロセッサは2つのVSTB ピンを備えており、低電圧スタンバイ・モード、公称電圧実行 モード、 および高電圧オーバドライブ・モードでのレギュレータ 出力制御に使用しています。LTC3589は、VSTB入力ピンを使 用して動作電圧とスタンバイ電圧を選択したり、最小のソフト ウェア・オーバヘッドでI2Cコマンド・レジスタ内にオーバードラ イブ電圧を設定したりすることで、 これらのプロセッサとともに 使用することができます。 すべてのxxBTVxレジスタ内のデフォルトDACリファレンス値 は0x19です。 これは、i.MXプロセッサやオーバードライブ電圧 を必要とするその他のプロセッサに対応しています。 この値は、 オーバードライブや公称動作電圧を上回る電源マージニン グのために0x1Fまで増やすことができます。I2Cコマンド・レジ スタxxBTVx内に設定された2つの電圧出力は、VSTBピンに よって選択できます。 すべての電圧レベルの設定と変更は、I2C シリアル・ポートを使って完全に制御可能です。 リファレンス設計およびドライバ リファレンス設計、回路図、およびソフトウェア・ドライバは、 LTC3589を使用するFreescale i.MX53システムの開発のサ ポートに利用可能です。詳細については、弊社または弊社代 理店にお問い合わせください。 OMAP3およびDaVinciプロセッサのサポート OMAP3ファミリのARMプロセッサは、以上に述べたプロ セッサと同様の要件を備えています。LTC3589のI2C制御は、 LTC3589のレジスタ・マッピングに合わせて作られた適切な ソフトウェア・ドライバを組み込むことによって、Smart Reflex の動的電圧制御に完全に対応することができます。LTC3589 の評価用ボードは、I 2C制御を使用して出力の構成と動的ス ルー、 およびシーケンス制御を評価します。OMAP3およびそ の他のターゲット・プロセッサ用の組み込みソフトウェア・ドラ イバにも同じ機能を持たせることができます。 LTC3589出力の逆ドライブ マルチレール・プロセッサや基板レベルの設計では、電源 レール間に大きな漏れ経路が生じる可能性があります。起動 シーケンスの間、LTC3589のレギュレータの出力が300mVよ り高い電圧に引き上げられる可能性があります。 これにより、 LTC3589とLTC3589-1の起動シーケンスのデフォルト設定が 乱されます。LTC3589-2のパワーアップ・デフォルトではレギュ レータが任意の出力電圧でイネーブル可能なので、電源レー ルが逆ドライブ状態の設計に推奨します。 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 45 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 標準的応用例 10µF VIN 10µF 37 VIN PVIN1 SW1 VRTC 1.3V 25mA 36 1µF LDO1_STDBY BUCK1_FB 1µH 100k 39 100k 35 10µF PVIN2 LDO1_FB 158k LTC3589-2 SW2 ARM CORE 1.10V RUN 0.85V STBY 1.6A 6 7 BUCK2_FB IMX_LDO_1V8 10 WAKE 11 SW2_VCC 13 DDR_1V5 14 9 18 PWR_ON 20 PVIN3 EN1 EN2 SW3 EN3 1.5µH BUCK3_FB EN_LDO2 EN_LDO3 10µF PVIN4 PWR_ON BB_FB SW4AB 1.3V 22µF 2.2µH 2.5V 1.2A 10µF 10pF 22µF 100k VI-O 3.35V 1.2A 16 511k ON IMX_LDO_1V8 22µF 191k 34 15 10pF 22µF 270k EN4 BB_OUT 21 26 VDDGP_1-15 22µF 22µF PERIPHERAL CORE 1.31V RUN 0.95V STBY SW2_VCC 1.2A 33 27 NVCC_SRTC_PDW 158k 180k ENABLE_DDR_1V5 10pF 24 25 FREESCALE i.MX536 40 12 10pF 22µF 158k 2.5µH SW4CD 19 1µF VIN_LDO2 LDO2 ANALOG 1.3V 250mA 1 2 180k LDO2_FB 10µF VIN_LDO34 LDO3 DVDD VIN 47k GND DDR_1V5 DDR_REF 191k ANALOG 2.8V 250mA 5 3 2.2µF LDO4 2.2µF 38 2.2µF 3.2V 250mA 4 32 31 30 28 8 SDA SCL VSTB RST0 29 PGOOD 17 IRQ 22 PBSTAT 23 WAKE 4.7k VCC_1-33 VDD_ANA_PLL(LDO_OUT) NVCC_CKIH NVCC_RESET VDD_DIG_PLL(LDO_OUT) VDD_REG(IMX_LDO_1V8_IN) NVCC_XTAL NVCC_LVDS NVCC_LVDS_BG USB_OTG_VDDA25 USB_H1_VDDA25 VPH1 VHP2 NVCC_NANDF NVCC_EIM_MAIN_1 NVCC_EIM_MAIN_2 NVCC_EIM_SEC NVCC_SD1 NVCC_SD2 NVCC_PATA NVCC_FEC NVCC_GPIO NVCC_CSI NVCC_KEYPAD USB_H1_VDDA33 USB_OTG_VDDA33 VDDA_1-4 VDDAL1 VP1-2 NVCC_EMI_DRAM_1-5 DDR_REF NVCC_LCD_1-2 NVCC_JTAG TVDAC_AHVDDRGB_1-2 TVDAC_DHVDD VDD_FUSE 4.7k I2C2_SDA (KEY_ROW3) 47k 47k 47k PWR_ON I2C2_SCL (EMI_EB2) PMIC_STBY_REQ PMIC_ON_REQ GPIO/PMIC_RDY GPIO/IRQ GPIO FASTR_ANA FASTR_DIG GND 1-95 41 3589 TA02 3589ff 46 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 標準的応用例 VIN 10µF VIN PVIN1 SW1 VRTC 1.2V 25mA 36 1µF 6 7 VCORE 0.647V TO 1.34V 1.6A 1µH 604k LDO1_STDBY BUCK1_FB LDO1_FB 1.02M LTC3589 SW2 VSOC BUCK2_FB 18.2k 10k 10k VCORE WAKE 9.09k 10k PWR_ON 10 11 13 14 9 18 20 PVIN3 EN1 EN2 EN3 EN4 EN_LDO2 EN_LDO34 PWR_ON SW3 PVIN4 BB_OUT 21 25 VSRAM/DDR 1.8V 1A 10pF BB_FB 22µF 33 27 26 NVCC_EMI_DRAM NVCC_CNTL_EMI NVCC_PER2,3,4,5,6,8,9 NVCC_EMI(NAND+EMI) 422k 10µF VSOC 0.676V to 1.4V 1A 1.5µH 10pF VDDGP 22µF 34 15 787k 10µF VIO 3.3V 1.2A 16 1M ON FASTR_DIG 1.5µH 681k BUCK3_FB VCC(CORE) FASTR_ANA 22µF 24 715k VSRAM 9.09k 22µF NVCC_SRTC_POW 768k 10µF PVIN2 10pF 39 511k 35 FREESCALE i.MX51 10µF 37 4.7pF 22µF 40 VDDA33 VDD_FUSE NVCC__EMI NVCC_PER13,14 316k SW4AB 12 2.7µH SW4CD VIN_LDO2 LDO2 19 VMEMORY 0.647V TO 1.34V 250mA 1µF 1 2 VANALOG 1.8V 250mA 604k LDO2_FB 38 1µF VDDA VDD_DIG_PLL_A&B VDD_TVDIG VDD_AVA_PLL_A&B NVCC_IPU 768k 1µF VIN_LDO34 LDO3 5 3 1µF LDO4 VAUX 2.8V 250mA 4 VDD_TVSUPPLY AHVDDRGB NVCC_DAC NVCC_TV_BACK NVCC_USBPHY NVCC_OSC 1µF DVDD 32 31 30 28 23 47k 47k 47k SDA SCL VSTB WAKE 22 PBSTAT 29 PGOOD 17 IRQ 8 RST0 47k 4.7k 4.7k 47k PWR_ON GPIO I2C2_SDA I2C2_SCL PMIC_VSTBY_REQ GPIO GPIO PMIC_RDY GPIO1/IRQ POR_B GND GND 41 3589 TA03 3589ff 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 47 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 パッケージ 最新のパッケージ図面については、http://www.linear-tech.co.jp/designtools/packaging/ をご覧ください。 UJパッケージ 40ピン・プラスチックQFN （6mm 6mm） （Reference LTC DWG # 05-08-1728 Rev Ø） 0.70 ±0.05 6.50 ±0.05 5.10 ±0.05 4.42 ±0.05 4.50 ±0.05 (4 SIDES) 4.42 ±0.05 パッケージの外形 0.25 ±0.05 0.50 BSC 推奨半田パッドのピッチと寸法 半田付けされない領域には半田マスクを使用する 6.00 ± 0.10 (4 SIDES) 0.75 ± 0.05 R = 0.10 TYP R = 0.115 TYP 39 40 0.40 ± 0.10 ピン1の トップ・マーキング （NOTE 6） 1 4.50 REF (4-SIDES) 4.42 ±0.10 2 ピン1のノッチ R = 0.45または 0.35 45 の 面取り 4.42 ±0.10 (UJ40) QFN REV Ø 0406 0.200 REF 0.25 ± 0.05 0.00 – 0.05 NOTE: 1. 図はJEDECパッケージの外形のバリエーション （WJJD-2） 2. 図は実寸とは異なる 3. すべての寸法はミリメートル 4. パッケージ底面の露出パッドの寸法にはモールドのバリを含まない モールドのバリは （もしあれば）各サイドで0.20mmを超えないこと 5. 露出パッドは半田メッキとする 6. 網掛けの部分はパッケージの上面と底面のピン1の位置の参考に過ぎない 0.50 BSC 底面図−露出パッド 3589ff 48 詳細：www.linear-tech.co.jp/3589 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 改訂履歴 REV 日付 概要 ページ番号 A 9/10 ブロック図のLDO4から“0V”を削除 B 12/10 「発注情報」 セクションの製品マーキングを更新 C 02/11 D 01/12 iMxアプリケーション・プロセッサの製品番号を更新 「絶対最大定格」 と 「ピン配置」 セクションを更新 「リファレンスの設計およびドライバ」 セクションを追加 「標準的応用例」 を追加 「標準的応用例」 を更新 E 03/12 LTC3589-2を追加してデータシート全体に反映 「表１．LTC3589、LTC3589-1およびLTC3589-2の機能比較」 を更新 「イネーブルとパワーオンのシーケンス制御」 セクションの記述をより明確化 「I2Cコマンド・レジスタと状態レジスタ」 セクションの記述をより明確化 コマンド・レジスタの表の更新 「LTC3589出力の逆ドライブ」 セクションを追加 F 02/13 「絶対最大定格」 を明確化 WAKEピンの機能動作を明確化 「昇降圧スイッチング・レギュレータ用のインダクタ」 の製品名を明確化 「イネーブル入力ピンの動作」 を明確化 I2Cタイミング図を明確化 コマンド・レジスタの表を明確化 15 3 LTC3589-1デバイスを追加、変更をデータシート全体に反映 1 ～ 46 1、42 3 43 44 45 1 ～ 50 17 31 ～ 32 37 38 ～ 39 45 3 14 27 31 36 39、41 3589ff 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。 49 LTC3589/LTC3589-1/ LTC3589-2 標準的応用例 モバイル・マイクロプロセッサ・システム向け集積化パワーICとUSB/車載バッテリ・チャージャ C7 0.47µF VIN VIN R2 150k 5 10 PG VC GND FB BD SYNC 11 9 7 1 OVGATE VBUS 2 6 D0–D2 8 R7 100k T NTC 68k R8 100k C3 0.1µF 0603 R9 2.94k 13 VL2 14 VB3 12 VB2 10 VBB M5 68k 9 18 23 20 11 68k VBB + Li-Ion TO µP M1 ZXMP10A18G M2 ZXMP10A18G 37 VIN 6 PVIN1 24 PVIN2 LDO1_STDBY 10µF 27 PVIN3 15 PVIN4 SW1 BUCK1_FB LDO1_FB 29 17 RSTO EN1 SW2 BUCK2_FB EN3 R3 33k R4 10k 10pF 39 604k 22µF EN_LDO2 SW3 EN_LDO34 WAKE PWR_ON BUCK3_FB 22 21 1.5µH 10pF 33 VB2 1.8V 1A 715k 22µF 26 1.5µH 10pF 34 VB3 1.2V 1A 681k 22µF PGOOD 787k IRQ BB_OUT DVDD 4.7k 31 SDA 4.7k 30 SCL 28 25 EN4 32 68k VB1 1.2V 1.6A 422k BB_FB SW4AB VSTB VBB 3.3V 1A 16 4.7pF 40 1M 22µF 12 PBSTAT 316k 2.7µH ON SW4CD VIN_LDO2 D1 MMBZ5240BLT1G 10V 1µH 7 LTC3589 EN2 HVIN AUTOMOTIVE, FIREWIRE, ETC. 22µF 768k 11 VB1 C5 10µF 0805 GND BATSENS 9, 21 6 R10 1k 35 8 68k CLPROG PROG 3 7 10µF 10µF 316K NTCBIAS 5 1M 10 ACPR SW BAT 1µF M4 14 IDGATE LTC4098 CHRG 4 19 VOUT OVSENS 15-17 TO µC VC WALL OVGATE 1 TO µC 18 36 C4 22µF R12 100k L1 3.3µH 20 13 R11 499k 8 C2 10µF 0805 USB HVBUCK LT3480 RT R6 40.2k L2 10µH BOOST 3 SW RUN/SS 10µF 10µF 2 4 C6 C1 4.7µF 68nF 3.3V, 25mA LDO2 R5 10k LDO2_FB R1 1k VIN_LDO34 M3 ZXMN10A08E6 LDO3 GND 41 LDO4 19 1 VB2 2 604k 38 5 VBB 768k 1µF VL3 1.8V 250mA 1µF VL4 2.8V 250mA 3 4 3589 TA04 1µF VL2 1.2V 250mA 関連製品 製品番号 説明 LTC3101 1.8V電源からUSBポートまで広い 入力範囲で動作可能な複数出力 DC/DCコンバータと低損失USB パワー・コントローラ リチウムイオン/ポリマー・バッテリ・ チャージャ搭載のスイッチングUSB パワーマネージャPMIC 携帯機器/ナビゲーション向け 高集積PMIC LTC3556 LTC3577/ LTC3577-1/ LTC3577-3/ LTC3577-4 LTC3586/ LTC3586-1 注釈 複数の入力電源間でのシームレスな自動移行、入力電圧範囲：1.8V∼5.5V、昇降圧コンバータの 出力電圧範囲：1.5V∼5.25V、VIN ≥ 3Vで 3.3V/800mAの出力、 デュアル350mA 降圧レギュレータの VOUT：0.6V∼VIN、Burst Mode動作時の消費電流：38μA、24ピン4mm 4mm 0.75mm QFNパッケージ 多機能PMIC：スイッチング・パワーマネージャ、 1A昇降圧レギュレータ＋2個の降圧レギュレータ＋LDO、4mm 5mm QFN-28パッケージ 多機能PMIC：リニア・パワーマネージャ、3個の降圧レギュレータ、10個のLEDをドライブ可能な 昇圧レギュレータ、4mm 7mm QFN-44パッケージ、LTC3577-1およびLTC3577-4のVFLOAT：4.1V、 LTC3577-3はSiRF Atlas IVプロセッサに対応 リチウムイオン/ポリマー・バッテリ・ 多機能PMIC：スイッチング・パワーマネージャ、 チャージャ搭載のスイッチングUSB 1A昇降圧レギュレータ＋2個の降圧レギュレータ＋昇圧レギュレータ＋LDO、 パワーマネージャPMIC 4mm 6mm QFN-38パッケージ、LTC3577-1のVFLOAT：4.1V 3589ff 50 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 0213 REV F • PRINTED IN JAPAN LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2010