XC9515 シリーズ

XC9515 シリーズ
JTR0706-012b
同期整流降圧 DC/DC コンバータ×2+VD
■概要
XC9515シリーズは、2CH同期整流降圧DC-DCと遅延付VDの構成になります。DC-DCは、0.35Ω(TYP.)PchドライバTr、および0.35
Ω(TYP.)Nch同期整流スイッチTrを内蔵した降圧同期整流DC/DCコンバータです。内蔵Trのオン抵抗を小さくすることにより
最大800mAまで高効率で安定した電流を供給することが出来ます。
スイッチング周波数は1MHzと高いので、小型のインダクタを選択可能です。
UVLO(Under Voltage Lock Out)機能を内蔵しており、入力電圧1.8V以下(XC9515Aは2.7V以下)では内部ドライバTrを強制的
にオフさせます。
ボルテージディテクタを内蔵し、外付けコンデンサにより任意の遅延時間設定が可能となっています。また、マニュアルリ
セット機能付きで任意のタイミングでリセット信号を出力します。
■用途
■特長
●DVD
DC/DC
入力電圧範囲
出力電圧
:2.5V~5.5V
:VOUT1=1.2V~4.0V
VOUT2=1.2V~4.0V
(精度±2%)
発振周波数
:1MHz
(設定周波数精度±15%)
高効率
:95% (VIN=5V,VOUT=3.3V)
出力電流
:800mA
制御方式
:PWM 固定制御
保護回路
:サーマルシャットダウン
:積分ラッチ方式(過電流制限)
:短絡保護
セラミックコンデンサ対応
パッケージ
:QFN-20
VD
検出電圧範囲
:2.0~5.5V (精度±2%)
遅延時間設定可能 :173ms (Cd=0.1μF 接続時)
出力形態
:Nch オープンドレイン出力
環境への配慮
:EU RoHS 指令対応、鉛フリー
●BD
●液晶 TV、液晶モジュール
●MFP(複合機)
●Photo Printer
●Set Top Box
■代表特性例
■代表標準回路
Efficiency vs. Output Current
L1
VOUT1
VIN=5V,FOSC=1MHz
L=4.7uH(CDRH4D28C),CIN=10uF(ceramic),CL=10uF(ceramic)
EN1
VIN
100
EN2
VOUT=3.3V
90
CL1
VOUT
1
NC
PVSS
1
70
MR
MR
AVSS
NC
PVSS
2
NC
LX2
NC
PVDD
2
NC
VDOUT
Cd
VOUT
2
Cd
RUP
CIN2
CL2
VDOUT
Efficiency[%]
EN2
EN1
NC
PVDD
1
LX1
80
CIN1
60
VOUT=1.5V
50
40
30
20
VOUT=1.8V
10
0
1
L2
VOUT2
10
100
Output Current : IOUT [mA]
1000
1/21
XC9515 シリーズ
20 PVDD1
19 NC
18 LX1
17 EN1
16 EN2
■端子配列
Vout1 15
1 NC
MR 14
2 PVSS1
AVSS 13
4 PVSS2
5 NC
PVDD2 6
NC 7
LX2 8
VDOUT 10
QFN-20
(BOTTOM VIEW)
NC 9
CD 12
Vout2 11
3 NC
※1
■端子説明
QFN-20
端子
番号
※1
端子名
機 能
端子
番号
端子名
機 能
1
NC
未使用
11
VOUT2
出力電圧センス端子 2
2
P_VSS1
パワーグランド端子 1
12
CD
ディレイコンデンサ接続端子
3
NC
未使用
13
A_VSS
アナロググランド端子
4
P_VSS2
パワーグランド端子 2
14
MR
マニュアルリセット端子
5
NC
未使用
15
VOUT1
出力電圧センス端子 1
6
P_VDD2
電源端子 2
16
EN2
CH2 ON/OFF 制御端子
7
NC
未使用
17
EN1
CH1 ON/OFF 制御端子
8
LX2
スイッチング出力端子 2
18
LX1
スイッチング出力端子 1
9
NC
未使用
19
NC
未使用
10
VDOUT
電圧検出器出力端子
20
P_VDD1
電源端子 1
裏面放熱板電位:VSS レベル
(放熱,実装強度向上の為、回路に接続する必要がある場合は、放熱板の電位にご注意下さい。
)
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XC9515
シリーズ
■機能表
●EN1 端子,EN2 端子,MR 端子
端子
EN1
EN2
MR
内部制御 Pull-up 品
※2
レベル
動作状態
High , Open
1CH_DC/DC 動作
Low
1CH_DC/DC 停止
High , Open
2CH_DC/DC 動作
Low
2CH_DC/DC 停止
High , Open
VDOUT 検出リセット信号出力
Low
VDOUT 強制リセット信号出力
EN1,EN2 端子及び MR 端子は、内部にて Pull-up されており、High と Open の動作は同じです。
●EN1 端子,EN2 端子,MR 端子
端子
EN1
EN2
MR
内部制御 Open 品
※2
レベル
動作状態
High
1CH_DC/DC 動作
Low
1CH_DC/DC 停止
High
2CH_DC/DC 動作
Low
2CH_DC/DC 停止
High
VDOUT 検出リセット信号出力
Low
VDOUT 強制リセット信号出力
EN1,EN2 端子及び MR 端子の内部は、フローティングゲートのため、Open は禁止です。
※2
EN1 端子,EN2 端子,MR 端子の内部制御 Pull-up , Open 組合せは、品番ルールをご参照下さい。
■製品分類
●品番ルール(標準品)
XC9515①②③④⑤⑥-⑦(*1)
記号
項目
シンボル
①
入力電圧範囲
UVLO 設定電圧
A
入力電圧範囲 5V±10%
B
入力電圧範囲 2.5V~5.5V
A
B
EN 端子 内部制御
MR 端子 内部制御
②
C
D
③④
設定電圧、仕様
01~
⑤⑥-⑦
パッケージ(発注単位)
ZR-G
説明
,UVLO 電圧 2.7V(TYP.)
,UVLO 電圧 1.8V(TYP.)
EN1,EN2 端子 Open
MR 端子 Open
EN1,EN2 端子 Pull-up 抵抗内蔵
MR 端子 Pull-up 抵抗内蔵
EN1,EN2 端子 Open
MR 端子 Pull-up 抵抗内蔵
EN1,EN2 端子 Pull-up 抵抗内蔵
MR 端子 Open
DC/DC,VD の各設定電圧、仕様を表す
(社内基準連番に基づく)
QFN-20 (1,000/Reel)
(*1)末尾に”-G”が付く場合は、ハロゲン&アンチモンフリーかつ RoHS 対応製品になります。
XC9515①②③④
VOUT1 [V]
VOUT2 [V]
VDF(検出電圧) [V]
XC9515AB02
1.2
3.3
3.5
XC9515AB04
1.5
3.3
3.5
XC9515AB05
1.8
3.3
3.5
XC9515BA06
1.2
1.8
3.0
XC9515AA07
1.2
3.3
4.2
XC9515AA08
3.3
1.8
4.5
本製品は、セミカスタム対応となります。その他、ご希望の製品組み合わせ、出力電圧、検出電圧がありましたら、
弊社営業部へ問い合わせください。
3/21
XC9515 シリーズ
■ブロック図
●EN1 端子,EN2 端子,MR 端子
内部プルアップ品
●EN1 端子,EN2 端子,MR 端子
PVDD1
VOUT1
Current
Limit
内部フローティング品
PVDD1
VOUT1
Current
Limit
Error Amp
Error Amp
Current
Feedback
Current
Feedback
PVDD1
LX1
LX1
EN1
ON/OF
F
Control
EN2
PWM
Comparator
Soft
Start
EN1
Ramp
Wave
Vref
PVSS1
Thermal
Shutdown
OSC
Current
Limit
Ramp
Wave
Soft
Start
EN2
Soft
Start
ON/OF
F
Control
PVSS1
OSC
PVDD2
VOUT2
Current
Limit
Ramp
Wave
Soft
Start
Current
Feedback
PVDD1
LX2
PWM
Comparator
Logic
Buffer
Drive
Thermal
Shutdown
Current
Feedback
Error Amp
Logic
Ramp
Wave
Vref
PVDD2
VOUT2
PWM
Comparator
Buffer
Drive
Logic
Error Amp
Buffer
Drive
PVDD1
LX2
PWM
Comparator
Logic
Buffer
Drive
PVSS2
PVSS2
MR
MR
VDOUT
VDOUT
Rdelay
Rdelay
Vref
Vref
AVSS
Cd
AVSS
Cd
■絶対最大定格
Ta=25℃
項 目
記 号
定 格
単位
PVDD1・PVDD2 端子電圧
P_VDD1, P_VDD2
A_VSS -0.3~6.5
V
VOUT1・VOUT2 端子電圧
VOUT1,VOUT2
A_VSS -0.3~6.5
V
Cd端子電圧
VCd
A_VSS -0.3~P_VDD1・2+0.3
V
VDOUT 端子電圧
VDOUT
A_VSS -0.3~6.5
V
VDOUT 端子電流
IDOUT
10
mA
EN1・EN2・MR 端子電圧
VEN1,VEN2,VMR
A_VSS -0.3~6.5
V
LX1・LX2 端子電圧
VLx1,VLx2
A_VSS -0.3~P_VDD1・2+0.3
V
LX1・LX2 端子電流
ILx1,ILx2
1500
mA
許容損失
QFN-20
動 作 周 囲 温 度
保 存 温 度
P_VDD1=P_VDD2 のとき P_VDD1・2 と表記。
A_VSS= P_VSS1= P_VSS2=0V
4/21
Pd(単体)
300
Pd(基板実装)
1000
Topr
-40~+85
o
-55~+125
o
Tstg
mW
C
C
XC9515
シリーズ
■電気的特性
XC9515AB04xx
o
DC-DC 1CH,2CH(VOUT1=1.5V,VOUT2=3.3V, fOSC=1MHz, EN1・2 内部プルアップ)
項 目
記 号
入力電圧
VIN
出力電圧 1
VOUT1
出力電圧 2
VOUT2
最大出力電流 1・2
(*1)
Ta=25 C
MIN.
測定条件
4.5
外付け部品接続, P_VDD1・2=EN1,EN2=0V
IOUT1=30mA
外付け部品接続, P_VDD1・2=EN2,EN1=0V
IOUT2=30mA
IOUTMAX1
IOUTMAX2
ILIM1, ILIM 2
電流制限 1・2
3.234 3.300 3.366
V
①
800
mA
①
1000
mA
②
MHz
①
%
②
%
②
89
%
①
94
%
①
fOSC
外付け部品接続,IOUT=30mA
0.85
VOUT1=VOUT2=0V
100
最小デューティー比
DMIN
効率 2
(*2)
EFFI2
LX1・2 "H"ON 抵抗
RLX1H, RLX2H
LX1・2 "L"ON 抵抗
RLX1L, RLX2L
積分ラッチ時間 1・2
tLAT1, tLAT2
ソフトスタート時間 1・2
tSS1, tSS2
EN1・2 "H"電圧
VEN1H, VEN2H
EN1・2 "L"電圧
VEN1L, VEN2L
EN1・2 "H"電流
IEN1H, IEN2H
EN1・2 "L"電流
(*7)
LX1・2 "H"リーク電流
LX1・2 "L"リーク電流
1.00
VOUT1=VOUT2=VIN
VOUT1=1.5V,IOUT1=200mA
外付け部品接続, P_VDD1・2=EN2=5.0V,EN1=0V
VOUT2=3.3V,IOUT2=200mA
(*3)
LX1・2 は 200Ωにてプルダウン
VOUT1=設定電圧×0.9,VOUT2=設定電圧×0.9
(*5)
EN1 もしくは EN2 もしくは両側を 0V→VIN に変化
VOUT1・2×0.95 になるまでの時間,IOUT1・2=10mA
VOUT1=VOUT2=0V
0.35
(*4)
Ω
③
0.35
(*4)
Ω
-
6
ms
⑦
1.3
ms
①
(*6)
1.2
VIN
V
④
(*6)
AVSS
0.4
V
④
④
LX1 または LX2 が”H”となる電圧
VOUT1=VOUT2=0V
LX1 または LX2 が”L”となる電圧
1.15
0
外付け部品接続, P_VDD1・2=EN1=5.0V,EN2=0V
VOUT1=VOUT2=0V,ILx1=ILx2=100mA
V
①
DMAX
EFFI1
5.5
単位 測定回路
V
発振周波数
(*2)
MAX.
1.470 1.500 1.530
最大デューティー比
効率 1
TYP.
P_VDD1・2= VEN1=VEN2=5.5V
IEN1L, IEN2L
P_VDD1・2=5.5V, VEN1=VEN2=0V
Ileak1H, Ileak2H
P_VDD1・2=VLX1=VLX2=5.5V, VEN1=VEN2=0V
Ileak1L, Ileak2L
P_VDD1・2=5.5V, VLX1=VLX2=VEN1=VEN2=0V
-6
(*9)
-3.0
0.1
(*8)
μA
μA
④
1.0
(*9)
μA
④
μA
④
(*8)
測定条件:P_VDD1= P_VDD2 のとき P_VDD1・2 と表記
測定条件:特に指定無き場合、P_VDD1・2=5V、EN1=EN2= P_VDD1・2
測定条件:AVSS= P_Vss1= P_Vss2=0V
*1
*2
*3
*4
*5
:入出力電圧差(降圧差)が小さい場合、最大電流に到達する前に、100%duty となることがあります。
100%duty 状態からさらに電流を引くと P-ch ドライバの on 抵抗により出力電圧の降下を起こします。
:効率=[(出力電圧)×(出力電流)]÷[(入力電圧)×(入力電流)]×100
:ON 抵抗=(VIN - Lx 端子測定電圧)/100mA
:設計値
:LX1(2CH 側は LX2)に抵抗 1Ωを介して GND に短絡させ、電流制限パルス発生から LX1(2CH 側は LX2)が Low となるまでの時間。
*6
:”H”>VIN-0.1V,”L”<0.1V にて”H”,”L”判定。
*7
*8
:高温時においては最大 20μA 程度リークする場合があります。
:EN1,EN2 をそれぞれ測定し、単体での電流値。
*9
:LX1,LX2 をそれぞれ測定し、単体でのリーク電流値。
5/21
XC9515 シリーズ
■電気的特性
XC9515AB04xx
o
VD(MR 内部プルアップ)
項 目
検出電圧
Ta=25 C
記 号
VDF(E)
測定条件
(*1)
ヒステリシス幅
VHYS
VD 出力電流
IDOUT
Delay 抵抗
RDLY
VHYS={VDR(E)
(*2)
MIN.
TYP.
MAX.
3.43
3.50
3.57
-VDF(E) }/ VDF(E)×100
5.0
P_VDD1・2=VDF-0.01V,VDOUT に 0.5V 印加
5.0
6.6
8.0
2.5
単位 測定回路
V
⑤
%
-
mA
④
MΩ
④
(*3)
1.2
VIN
V
(*3)
AVSS
0.4
V
④
0.1
μA
④
μA
④
MR "H"電圧
VMR
VDOUT が”H”となる電圧
MR "L"電圧
VMR
VDOUT が”L”となる電圧
MR "H"電流
IMR
P_VDD1・2=MR=5.5V
MR "L"電流
IMR
P_VDD1・2=5.5V,MR=0V
-6.0
測定条件:P_VDD1= P_VDD2 のとき P_VDD1・2 と表記
測定条件:特に指定無き場合、P_VDD1・2=5V、EN1=EN2= P_VDD1・2
測定条件:AVSS= P_VSS1= P_VSS2=0V
*1
:VDF(E)=実際の検出電圧
*2
:VDR(E)= 実際の解除電圧
*3
:”H”>VIN-0.1V,”L”<0.1V にて”H”,”L”判定。
XC9515AB04xx
o
Ta=25 C
全体回路(VOUT1=1.5V,VOUT2=3.3V, fOSC=1MHz,EN1・2 内部プルアップ)
MIN.
TYP.
MAX.
単位 測定回路
VOUT1=VOUT2=設定電圧×0.9
950
1500
μA
VOUT1=VOUT2=設定電圧×1.1(発振停止)
75
145
μA
⑥
18
33
μA
⑥
3.0
V
②
3.5
V
②
項 目
記 号
消費電流 1
IDD1
消費電流 2
IDD2
スタンバイ電流
ISTB
EN1=EN2=0V
UVLO 検出電圧
VUVLOF
VOUT1=0V,LX 端子が”L”となる VIN 電圧
UVLO 解除電圧
VUVLOR
VOUT1=0V,LX 端子が”H”となる VIN 電圧
サーマルシャット温度
サーマルシャット
ヒステリシス幅
測定条件
(*1)
2.7
TTSD
150
o
THYS
20
o
測定条件:P_VDD1= P_VDD2 のとき P_VDD1・2 と表記
測定条件:特に指定無き場合、P_VDD1・2=5V、EN1=EN2= P_VDD1・2
測定条件:AVSS=P_VSS1=P_VSS2=0V
*1 :”H”>VIN-0.1V、”L”<0.05V にて LX の”H”,”L”を判定
6/21
2.4
(*1)
C
C
⑥
-
XC9515
シリーズ
■電気的特性
XC9515BA06xx
o
DC-DC 1CH,2CH(VOUT1=1.5V,VOUT2=3.3V, fOSC=1MHz, EN1・2 内部フローティング)
項 目
記 号
入力電圧
VIN
出力電圧 1
VOUT1
出力電圧 2
VOUT2
最大出力電流 1・2
(*1)
Ta=25 C
MIN.
測定条件
2.5
外付け部品接続, P_VDD1・2= VEN1, VEN2=0V
IOUT1=30mA
外付け部品接続, P_VDD1・2= VEN2, VEN1=0V
IOUT2=30mA
IOUTMAX1
IOUTMAX2
ILIM1, ILIM 2
電流制限 1・2
3.234 3.300 3.366
V
①
800
mA
①
1000
mA
②
MHz
①
%
②
%
②
89
%
①
94
%
①
fOSC
外付け部品接続,IOUT=10mA
0.85
VOUT1=VOUT2=0V
100
最小デューティー比
DMIN
効率 2
(*2)
EFFI2
LX1・2 "H"ON 抵抗
RLX1H, RLX2H
LX1・2 "L"ON 抵抗
RLX1L, RLX2L
積分ラッチ時間 1・2
tLAT1, tLAT2
ソフトスタート時間 1・2
tSS1, tSS2
EN1・2 "H"電圧
VEN1H,VEN2H
EN1・2 "L"電圧
VEN1L,VEN2L
EN1・2 "H"電流
IEN1H, IEN2H
EN1・2 "L"電流
(*7)
LX1・2 "H"リーク電流
LX1・2 "L"リーク電流
1.00
VOUT1=VOUT2=VIN
VOUT1=1.5V, IOUT1=200mA
外付け部品接続, PVDD1・2= VEN2=5.0V, VEN1=0V
VOUT2=3.3V, IOUT2=200mA
(*3)
LX1・2 は 200Ωにてプルダウン
VOUT1=設定電圧×0.9, VOUT2=設定電圧×0.9
(*5)
EN1 もしくは EN2 もしくは両側を 0V→VIN に変化
VOUT1・2×0.95 になるまでの時間, IOUT1・2=10mA
VOUT1=VOUT2=0V
0.35
(*4)
Ω
③
0.35
(*4)
Ω
-
6
ms
⑦
1.3
ms
①
(*6)
1.2
VIN
V
④
(*6)
AVSS
0.4
V
④
μA
④
μA
④
LX1 または LX2 が”H”となる電圧
VOUT1=VOUT2=0V
LX1 または LX2 が”L”となる電圧
1.15
0
外付け部品接続, P_VDD1・2= VEN1=5.0V, VEN2=0V
VOUT1=VOUT2=0V, ILx1=ILx2=100mA
V
①
DMAX
EFFI1
5.5
単位 測定回路
V
発振周波数
(*2)
MAX.
1.470 1.500 1.530
最大デューティー比
効率 1
TYP.
P_VDD1・2= VEN1=VEN2=5.5V
IEN1L, IEN2L
P_VDD1・2=5.5V, VEN1=VEN2=0V
Ileak1H, Ileak2H
P_VDD1・2= VLX1=VLX2=5.5V, VEN1=VEN2=0V
Ileak1L, Ileak2L
P_VDD1・2=5.5V, VLX1=VLX2= VEN1=VEN2=0V
0.1
(*8)
1.0
(*9)
(*8)
-0.1
(*9)
-3.0
μA
④
μA
④
測定条件:P_VDD1=P_VDD2 のとき P_VDD1・2 と表記
測定条件:特に指定無き場合、P_VDD1・2=5V、VEN1=VEN2= P_VDD1・2
測定条件:A_VSS=P_VSS1=P_VSS2=0V
*1
*2
*3
*4
*5
:入出力電圧差(降圧差)が小さい場合、最大電流に到達する前に、100%duty となることがあります。
100%duty 状態からさらに電流を引くと P-ch ドライバの on 抵抗により出力電圧の降下を起こします。
:効率=[(出力電圧)×(出力電流)]÷[(入力電圧)×(入力電流)]×100
:ON 抵抗=(VIN - Lx 端子測定電圧)/100mA
:設計値
:LX1(2CH 側は LX2)に抵抗 1Ωを介して GND に短絡させ、電流制限パルス発生から LX1(2CH 側は LX2)が Low となるまでの時間。
*6
:”H”>VIN-0.1V,”L”<0.1V にて”H”,”L”判定。
*7
*8
:高温時においては最大 20μA 程度リークする場合があります。
:EN1,EN2 をそれぞれ測定し、単体での電流値。
*9
:LX1,LX2 をそれぞれ測定し、単体でのリーク電流値。
7/21
XC9515 シリーズ
■電気的特性
XC9515BA06xx
o
VD(MR 内部フローティング)
項 目
検出電圧
Ta=25 C
記 号
VDF(E)
測定条件
(*1)
ヒステリシス幅
VHYS
VD 出力電流
IDOUT
Delay 抵抗
RDLY
VHYS={VDR(E)
(*2)
MIN.
TYP.
MAX.
2.94
3.00
3.06
-VDF(E) }/ VDF(E)×100
5.0
P_VDD1・2=VDF-0.01V,VDOUT に 0.5V 印加
5.0
6.6
8.0
2.5
単位 測定回路
V
⑤
%
-
mA
④
MΩ
④
(*3)
1.2
VIN
V
(*3)
AVSS
0.4
V
④
0.1
μA
④
μA
④
MR "H"電圧
VMR
VDOUT が”H”となる電圧
MR "L"電圧
VMR
VDOUT が”L”となる電圧
MR "H"電流
IMR
P_VDD1・2=MR=5.5V
MR "L"電流
IMR
P_VDD1・2=5.5V,MR=0V
(*8)
-0.1
測定条件:P_VDD1= P_VDD2 のとき P_VDD1・2 と表記
測定条件:特に指定無き場合、P_VDD1・2=5V、VEN1=VEN2= P_VDD1・2
測定条件:A_VSS= P_VSS1=P_VSS2=0V
:VDF(E)=実際の検出電圧
*1
*2
:VDR(E)= 実際の解除電圧
*3
:”H”>VIN-0.1V,”L”<0.1V にて”H”,”L”判定。
XC9515BA01xx
o
Ta=25 C
全体回路(VOUT1=1.5V,VOUT2=3.3V, fOSC =1MHz,EN1・2 内部フローティング)
MIN.
TYP.
MAX.
単位 測定回路
VOUT1=VOUT2=設定電圧×0.9
950
1500
μA
VOUT1=VOUT2=設定電圧×1.1(発振停止)
75
145
μA
⑥
5.5
11
μA
⑥
2.1
V
②
2.3
V
②
項 目
記 号
消費電流 1
IDD1
消費電流 2
IDD2
スタンバイ電流
ISTB
EN1=EN2=0V
UVLO 検出電圧
VUVLOF
VOUT1=0V,LX 端子が”L”となる VIN 電圧
UVLO 解除電圧
VUVLOR
VOUT1=0V,LX 端子が”H”となる VIN 電圧
サーマルシャット温度
サーマルシャット
ヒステリシス幅
測定条件
(*1)
1.8
TTSD
150
o
THYS
20
o
測定条件:P_VDD1= P_VDD2 のとき P_VDD1・2 と表記
測定条件:特に指定無き場合、P_VDD1・2=5V、VEN1=VEN2= P_VDD1・2
測定条件:A_VSS= P_VSS1=P_VSS2=0V
*1:”H”>VIN-0.1V、”L”<0.05V にて LX の”H”,”L”を判定
8/21
1.5
(*1)
C
C
⑥
-
XC9515
シリーズ
■標準回路例
L1
VOUT1
EN1
VIN
CL1
EN2
EN1
LX1
PVDD
1
CIN1
NC
EN2
VOUT
1
NC
PVSS
1
MR
MR
AVSS
NC
PVSS
2
NC
LX2
NC
PVDD
2
NC
VDOUT
Cd
VOUT
2
Cd
RUP
CIN2
L2
CL2
VDOUT
VOUT2
<使用部品例>
L1
:
4.7μH(CDRH4D28C
SUMIDA)
L2
:
4.7μH(CDRH4D28C
SUMIDA)
CIN1
:
10μF(ceramic)
CIN2
:
10μF(ceramic)
CL1
:
10μF(ceramic)
CL2
:
10μF(ceramic)
RUP
:
100kΩ
9/21
XC9515 シリーズ
■動作説明
XC9515 シリーズの内部は、基準電圧源、ランプ波回路、エラーアンプ、PWM コンパレータ、位相補償回路、出力電圧調整抵抗、
PchMOS ドライバトランジスタ、同期整流用 NchMOS スイッチトランジスタ、電流制限回路、UVLO 回路 等で構成されています。
内部基準電圧と VOUT より RFB1、RFB2 を通ってフィードバックされた電圧をエラーアンプで比較し、エラーアンプの出力に位相補償を
かけ、PWM 動作時のスイッチングのオンタイムを決定するために PWM コンパレータに信号を入力します。 PWM コンパレータでは、エ
ラーアンプから来た信号とランプ回路から来たランプ波を電圧レベルとして比較し、出力をバッファードライブ回路に送り、LX 端子より
スイッチングのデューティ幅として出力します。この動作を連続的に行うことにより出力電圧を安定させています。
また、カレントフィードバック回路により、スイッチング毎の PchMOS ドライバトランジスタの電流がモニタリングされており、エラーアンプ
の出力信号に多重帰還信号として変調をかけています。これにより、セラミックコンデンサなどの低 ESR コンデンサを使用しても安定し
た帰還系が得られ、出力電圧の安定化が図られています。
<基準電圧源>
本 IC の出力電圧を安定にするため基準になるリファレンス電圧です。
<ランプ回路>
スイッチング周波数はこの回路により決定されています。周波数は内部で固定化されており、1.0MHz になります。ここで生成され
たクロックで PWM 動作に必要なランプ波が作られており、また、各内部回路が同期しています。
<エラーアンプ>
エラーアンプは出力電圧監視用のアンプです。内部抵抗 RFB1、RFB2 で分割された電圧が、フィードバックされ基準電圧と比較さ
れます。基準電圧より低い電圧がフィードバックされるとエラーアンプの出力電圧は高くなるように動作します。 エラーアンプの周波
数特性は、内部で最適化されています。
<電流制限>
LX 端子に接続された PchMOS ドライバトランジスタを流れる電流を監視しており、電流制限とラッチ機能の複合となっています。
①一定電流以上ドライバ電流が流れると(コイル電流のピーク値)、電流制限機能が動作し LX 端子から出力するパルスを任意のタ
イミングでオフさせます。
②ドライバトランジスタがオフされることで電流制限回路はリミット検知状態から解除されます。
③次のパルスのタイミングでドライバトランジスタはオンしますが、この時、過電流状態であれば直ちにドライバトランジスタはオフし
ます。
④過電流状態でなくなれば通常の動作になります。
①~③を繰り返しながら過電流状態がなくなるのを待ちます。数 ms の間 過電流状態が続き①~③の動作を繰り返すとドライバトラ
ンジスタのオフ状態をラッチする機能が働きます。CH1・CH2 のどちらかの電流制限が動作した場合、両方の DC/DC は動作を停止
します。(LX1・LX2 ともハイインピーダンスになります) 一旦ラッチ状態になると、EN1・EN2 両端子を一度 LOW レベルまで落として
から立ち上げるか、電源の再投入をすることで動作を再開します。(電源の再投入では、P_VDD1・P_VDD2 の電圧が EN1・EN2 端子の
LOW レベル以下に下がってから立ち上げて下さい)
尚、ラッチは周囲のノイズによる影響にて電流リミット検知状態から解除されることがあり、基板の状態によってはラッチ時間が長く
なる場合やラッチ動作に至らない場合があります。入力容量はできる限り IC の近くに配置するようにして下さい。
Limit<数ms
Limit>数ms
Current Limit LEVEL
IOUT1・IOUT2
0mA
VOUT1・VOUT2
VSS
LX1・LX2
EN1・EN2
Restart
PVDD1・PVDD2
10/21
XC9515
シリーズ
■動作説明
<サーマルシャットダウン>
熱破壊から IC を保護するためチップ温度の監視を行っています。チップ温度が 150℃に達するとサーマルシャットダウンが働き、
ドライバトランジスタをオフ状態とします。電流供給を止めることによりチップ温度が 130℃まで下がると再度ソフトスタートを使い出
力を立ち上げ直します。
<短絡保護>
FB 電圧の監視を行っており、誤って出力を GND 等とショートしてしまった場合、FB 電圧が設定電圧の 1/2 以下となると、短絡保護
が働き瞬時にドライバトランジスタをオフさせラッチをかけます。CH1・CH2 のどちらかの短絡保護が動作した場合、両方の DC/DC
は動作を停止します。(LX1・LX2 ともハイインピーダンスになります) 一旦ラッチ状態になると、EN1・EN2 両端子を一度 LOW レベル
まで落としてから立ち上げるか、電源の再投入をすることで動作を再開します。(電源の再投入では、P_VDD1・P_VDD2 の電圧が EN1・
EN2 端子の LOW レベル以下に下がってから立ち上げて下さい)
<ソフトスタート機能>
ソフトスタート回路は、電源投入時の出力電圧のオーバーシュートを軽減し、入力電流の突入を抑えます。負荷容量 CL への突入電流
を防ぐ回路ではありません。動作は Vref 電圧に制限を掛けエラーアンプへ入力することにより、エラーアンプの 2 つの入力が釣り合っ
た状態で動作し、EXT1 端子の ON タイムを必要以上大きくなることを抑制しています。
<UVLO 回路>
VIN 端子電圧が 1.8V(TYP)以下(XC9515A は 2.7V 以下)になると、内部回路の動作不安定による誤パルス出力防止のため、ドラ
イバトランジスタを強制的にオフした状態にします。 VIN 端子電圧が 1.9V(TYP)以上(XC9515A は 3.0V 以上)になるとスイッチング動
作を行います。UVLO 機能が解除されることでソフトスタート機能が働き出力立上げ動作が開始されます。
<電圧検出器>
XC9515 シリーズのディテクター機能は、P_VDD1 端子に接続された抵抗により分割された電圧と内部基準電圧源の電圧をコンパレ
ータで監視しています。この回路はヒステリシスを有しており、VD のセンス端子(P_VDD1)の電圧が解除電圧(検出電圧の約 105%)以
上になると VDOUT 端子の出力は反転します。VDOUT 端子は、Nch オープンドレインタイプとなっておりプルアップ抵抗が必要です。この
電圧検出器は、マニュアルリセット(MR)端子を有しており、MR 端子を LOW レベルにすることにより強制的に VDOUT 端子を LOW レベ
ルにすることができます。
検出電圧
解除電圧
PVDD1
Cd
Cd端子閾値電圧
MR
VDOUT
遅延時間
tDR
Cd 端子にコンデンサ(Cd)を接続することにより、電圧解除時の VDOUT 端子の出力信号にディレイ時間を付けることができます。ディ
レイ時間は、内蔵の抵抗 Rdelay(2.5MΩ TYP に固定)と Cd 値により決まります。Cd を選定することで任意のディレイ時間を作るこ
とができます。ディレイ時間は下記の式で決定します。
tDR(Delay time)=Cd × Rdelay × 0.69
解除遅延表
遅延容量 Cd [μF]
0.01
0.022
0.047
0.1
0.22
0.47
1
o
Ta=25 C
解除遅延 tDR (TYP.) [ms]
17
38
81
173
380
811
1725
解除遅延 tDR (MIN.~MAX.) [ms]
10~24
23~53
49~113
103~242
228~532
487~1135
1035~2415
11/21
XC9515 シリーズ
■使用上の注意
1.
本 IC をご使用の際には絶対最大定格内でご使用ください。絶対最大定格を超えて使用した場合、劣化または破壊する可能性があ
ります。
2. P_VDD1・P_VDD2 端子には必ず同電位を印加して下さい。CH1・CH2 のどちらか片方を使用する場合でも、P_VDD1・P_VDD2 両端子に印加
して下さい。(片側のみ印加すると誤動作します)また、P_VDD1・P_VDD2・A_VSS も同電位として下さい。
3. XC9515 シリーズは出力コンデンサとしてセラミックコンデンサを使用できるように設計されておりますが、入出力電位差が大きい場
合等、スイッチングのエネルギーが大きくなりすぎる為、セラミックコンデンサのみではキャッチしきれず出力電圧が不安定となること
があります。このような場合は出力コンデンサを大きくする等で補うようにしてください。
4.
制限電流を超えるような過電流(ピーク電流)が一定時間流れた場合には内蔵ドライバトランジスタをオフさせます(積分ラッチ回
路)。制限電流を検知し、内蔵ドライバトランジスタをオフさせるまでの時間は制限電流分の電流が流れますので、コイルの定格に
は十分ご注意下さい。
5.
電流制限についてはドライバの ON 抵抗やコイルの直列抵抗による電圧降下があるため、入力電圧が低い場合などは制限電流ま
で達しない場合があります。
6.
VOUT を GND にショートさせた状態で立ち上げた場合、Pch トランジスタがオンの時はコイルの両端に入力電圧分の電位差が発生し
ているのでコイル電流の時間変化率が大きいのに対し、Nch トランジスタがオンの時は VOUT が GND にショートしている為コイル両端
の電位差がほぼないので、コイル電流の時間変化率が非常に小さくなります。この動作が繰り返され回路の遅延時間も手伝ってコ
イル電流は本来制限される電流量を超えたある電流値に収束します。ソフトスタート期間中は短絡保護が効かないように制御して
いるためソフトスタート終了後、短絡保護が働き回路がディセーブルとなります。
また、降圧差が大きい場合にも回路の遅延時間のため過電流制限以上の電流が流れる場合があります。
コイルの絶対最大定格には十分ご注意ください。
① ドライバに電流制限(ILIM)まで電流が流れます。
② 回路の遅延時間により ILIM の判定から Pch ドライバトランジスタのオフまで ILIM 以上の電流が流れます。
③ コイル両端の電位差が無いため、コイル電流の時間変化率が非常に小さくなります。
④ 電流制限によりソフトスタート間、Lx は細いパルスを発振します。
⑤ 短絡保護が働き、ドライバトランジスタをオフさせラッチをかけます。
②
③
①
④
Delay
VLX
過電流制限値
ILX
(コイル電流)
12/21
数ms
⑤
XC9515
シリーズ
■使用上の注意
7.
本 IC では最低動作電圧以下において電流を引いた場合、ノイズの影響により UVLO が誤動作する場合があります。
8.
ラッチは基板の状態によって制限電流検知状態から解除され、ラッチ時間が長くなる場合やラッチ動作に至らない場合がありま
す。入力容量はできる限り IC の近くに配置するようにして下さい。
9.
DC/DC コンバータのようなスイッチングレギュレータにおきましてはスパイクノイズやリップル電圧が生じます。これらは周辺部品
(コイルのインダクタンス値、コンデンサ、周辺回路の基板レイアウト)によって大きく影響されます。ご使用の際は実機にて十分
にご確認下さい。
10. 本 IC の DC/DC コンバータは電流制限回路により、コイルのピーク電流を監視しております。入出力電位差が大きい場合や負荷
電流が大きい場合にピーク電流が増加するため、電流制限がかかりやすくなり動作が不安定になる可能性があります。ピーク電
流が大きくなる場合はコイルのインダクタンス値を調整し十分に動作を確認してご使用下さい。尚、以下の式にてピーク電流は示
されます。
ピーク電流 : Ipk = (VIN – VOUT) × OnDuty / (2 × L × fOSC) + IOUT
L : コイルのインダクタンス値
fOSC: 発振周波数
11. PWM 制御時において、軽負荷の場合は細いデューティが出力され、その後 0%デューティを数周期の間保持する状態がありま
す。
12. 入出力電位差が小さく、重負荷においては太いデューティが出力され、その後 100%デューティを数周期の間保持する状態があり
ます。
13. 遅延容量(Cd)端子にコンデンサを接続した状態で、解除動作時に電源入力端子電圧が急激に低下(例:6.0V から 0.0V)する事が
想定される場合は、電源入力(P_VDD1)端子・遅延容量(Cd)端子間にショットキーバリアダイオードを接続してご使用下さい。
14. 電圧検出器出力(VDOUT)端子に接続するプルアップ抵抗は 100k~200kΩの抵抗をご使用下さい。
15. 重負荷時に DC/DC のノイズの影響により VD の伝達遅延時間が延びることがあります。また、電源入力端子で電圧が急峻かつ
大きく変動すると誤動作を起こす可能性がありますので、ご注意下さい。
16. 最低動作電圧以下において、過電流リミットに至らない状態で出力電圧が落ちることがあります。
17. 入力電源(P_VDD1, P_VDD2)及びイネーブル端子(EN1,EN2)が不定領域状態(各端子の不定領域は以下)から
電源を立ち上げた場合、IC 内部の保護ラッチ回路が十分リセットされず、DC/DC が動作しないことがあります。
入力電源及びイネーブル端子(EN1,EN2)は、必ず GND レベルまで一度落としてから、入力電源を立ち上げ、
IC を動作させて下さい。
【各端子の不定領域】
入力電源(P_VDD1,P_VDD2)不定領域:0.1V~1.2V
イネーブル端子(VEN1, VEN2)不定領域:0.4V~1.2V
18. UVLO 機能は、VIN 端子電圧が数十 ns の間 UVLO 動作電圧より降下した場合でも働きます。
●レイアウトのご注意
1. 入力電圧の変動をできるだけ抑える為に、P_VDD1・P_VDD2 端子と P_VSS1・P_VSS2 端子に最短でバイパスコンデンサ(CIN1・CIN2)を
接続してください。
2. 周辺部品は出来る限り IC の近くに実装してください。
3. 周辺部品は配線のインピーダンスを下げる為に、太く短く配線して下さい。
4. VSS 配線を十分に強化して下さい。スイッチング時の VSS 電流による VSS 電位の変動は IC の動作を不安定にする場合がありま
す。
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XC9515 シリーズ
■測定回路
< Test Circuit No.1 >
Wave Form Measurement Point
A
L
CL
LX1
EN1
PVDD1
EN2
PVSS1
PVSS2
VOUT1
MR
AVSS
CD
VOUT2
VDOUT
CIN
CIN
PVDD2
CL
L
LX2
V
A
V
Wave Form Measurement Point
※ External Components
L
: 4.7μH(CDRH4D28C : SUMIDA)
CIN : 10μF (ceramic)
CL : 10μF (ceramic)
Wave Form Measurement Point
< Test Circuit No.2 >
A
A
1μF
V
V
LX1
EN1
PVDD1
EN2
PVSS1
PVSS2
VOUT1
MR
AVSS
CD
VOUT2
VDOUT
PVDD2
A
LX2
V
Wave Form Measurement Point
< Test Circuit No.3 >
100mA
A
V
1μF
100m A
A
14/21
V
LX1
EN1
PVDD1
EN2
PVSS1
PVSS2
VOUT1
MR
AVSS
CD
VOUT2
VDOUT
PVDD2
LX2
XC9515
シリーズ
■測定回路
< Test Circuit No.4 >
100kΩ
A
LX1
EN1
A
PVDD1
EN2
A
PVSS1
PVSS2
VOUT1
MR
AVSS
CD
VOUT2
VDOUT
PVDD2
A
LX2
A
A
1μF
V
V
V
< Test Circuit No.5 >
1μF
V
V
< Test Circuit No.6 >
LX1
EN1
LX1
EN1
PVDD1
EN2
PVDD1
EN2
PVSS1
PVSS2
VOUT1
MR
AVSS
CD
VOUT2
VDOUT
PVSS1
PVSS2
VOUT1
MR
AVSS
CD
VOUT2
VDOUT
PVDD2
V
V
LX2
A
100KΩ
1μF
PVDD2
LX2
V
Wave
From
Measure Point
Wave
Form
Measurement
Point
< Test Circuit No.7 >
1μF
LX1
EN1
PVDD1
EN2
PVSS1
PVSS2
VOUT1
MR
AVSS
CD
VOUT2
VDOUT
PVDD2
LX2
Wave
From
Measure Point
Point
Wave
Form
Measurement
200Ω
1Ω
200Ω
1Ω
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XC9515 シリーズ
■特性例
(1) Efficiency vs. Output Current
VIN=5V,FOSC=1MHz
L=4.7uH(CDRH4D28C),CIN=10uF(ceramic),CL=10uF(ceramic)
100
VOUT=3.3V
90
80
Efficiency[%]
70
60
VOUT=1.5V
50
40
30
20
VOUT=1.8V
10
0
1
10
100
Output Current : IOUT [mA]
1000
(2) Output Voltage vs. Output Current
VOUT=1.5V
VIN=5.0V
L:4.7uH(CDRH4D28C),CIN=10uF(ceramic),CL=10uF(ceramic)
VOUT=1.8V
VIN=5.0V
L:4.7uH(CDRH4D28C),CIN=10uF(ceramic),CL=10uF(ceramic)
1.90
Output Voltage : VOUT[V]
Output Voltage : VOUT[V]
1.60
1.55
1.50
1.45
1
10
100
Output Current : IOUT[mA]
1000
VOUT=3.3V
VIN=5.0V
L:4.7uH(CDRH4D28C),CIN=10uF(ceramic),CL=10uF(ceramic)
3.40
Output Voltage : VOUT[V]
1.80
1.75
1.70
1.40
3.35
3.30
3.25
3.20
1
16/21
1.85
10
100
Output Current : IOUT[mA]
1000
1
10
100
Output Current : IOUT[mA]
1000
XC9515
シリーズ
■特性例
(3) Output Voltage vs. Ambient Temperature
Vout=1.5V
V IN=2.5V,3.0V,4.0V,5.0 V,5.5V
L:4.7 uH(CDRH 4D28C),CIN =10uF(ce ramic),CL=10uF(ceramic)
1.30
1.60
1.25
1.55
Output Voltage:Vout1[v]
Output Voltage:Vout1[v]
Vout=1.2V
V IN=2.5V,3.0V,4.0V,5.0V,5.5 V
L:4.7uH(CDRH 4D28C),CIN =10uF(c eram ic ),CL=10uF(ce ramic)
1.20
1.15
VIN=2.5V,3.0V,4.0V,5.0V,5.5V
1.10
1.05
1.50
1.45
VIN=2.5V,3.0V,4.0V,5.0V,5.5V
1.40
1.35
1.30
1.00
-50
-25
0
25
50
75
-50
100
-25
Ambient Temperature:Ta[℃ ]
50
75
100
Vout=3.3V
VIN =4.0V,5.0 V,5.5V
L:4.7 uH(CDRH 4D28C),CIN =10uF(ce ramic),CL=10uF(ceramic)
1.90
3.40
1.85
3.35
Output Voltage:Vout2[v]
Output Voltage:Vout1[v]
25
Ambient T emperature:Ta[℃ ]
Vout=1.8V
V IN=2.5V,3.0V,4.0V,5.0V,5.5 V
L:4.7uH(CDRH 4D28C),CIN =10uF(c eram ic ),CL=10uF(ce ramic)
1.80
1.75
0
VIN=2.5V,3.0V,4.0V,5.0V,5.5V
1.70
1.65
3.30
3.25
VIN=4.0V,5.0V,5.5V
3.20
3.15
3.10
1.60
-50
-25
0
25
50
75
100
-50
-25
0
25
50
75
100
Ambient Temperature:Ta[℃ ]
Ambient Temperature:Ta[℃ ]
(4) Oscillation Frequency vs. Ambient Temperature
FOSC=1MHz
VIN=2.5V,3.0V,4.0V,5.0V,5.5V
L:4.7uH(CDRH4D28C),CIN =10uF(ceramic),CL=10uF(ceramic)
Oscillation Frequency
:FOSC[MHz]
1.2
1.1
1.0
0.9
VIN=2.5V,3.0V,4.0V,5.0V,5.5V
0.8
0.7
-50
-25
0
25
50
75
100
Ambient Temperature:Ta[℃ ]
17/21
XC9515 シリーズ
■特性例
(5) Load Transient Response
VIN=5V,VOUT1=1.5V,VOUT2=3.3V,FOSC=1MHz,
VOUT1=200mV/div
VOUT1=200mV/div
VOUT2=200mV/div
VOUT2=200mV/div
IOUT1=200mA
IOUT1=1mA
IOUT1=200mA
IOUT1=1mA
50μs/div
200μs/div
VIN=5V,VOUT1=1.5V,VOUT2=3.3V,FOSC=1MHz,
VOUT1=200mV/div
VOUT1=200mV/div
VOUT2=200mV/div
VOUT2=200mV/div
IOUT1=800mA
IOUT1=200mA
IOUT1=800mA
IOUT1=200mA
50μs/div
200μs/div
VIN=5V,VOUT1=1.5V,VOUT2=3.3V,FOSC=1MHz,
VOUT1=200mV/div
VOUT1=200mV/div
VOUT2=200mV/div
VOUT2=200mV/div
IOUT2=200mA
IOUT2=1mA
IOUT2=200mA
IOUT2=1mA
50μs/div
200μs/div
VIN=5V,VOUT1=1.5V,VOUT2=3.3V,FOSC=1MHz,
VOUT1=200mV/div
VOUT1=200mV/div
VOUT2=200mV/div
VOUT2=200mV/div
IOUT2=800mA
IOUT2=200mA
18/21
IOUT2=800mA
IOUT2=200mA
50μs/div
200μs/div
XC9515
シリーズ
■外形寸法図
Unit: mm
●QFN-20
(0.2)
4.00±0.10
1 PIN INDENT
+0.03
0.02 -0.02
4.00±0.10
0.75±0.05
7
8
9
10
5
11
4
12
3
13
2
14
1
15
*端子側面めっきなしのため
(0.5)
19
18
17
16
●参考パターンレイアウト
●参考メタルマスクデザイン
4.6
3.2
4.6
0.3
3.2
2.7
0.3
1.1
4.5
3.3
4.5
20
はんだフィレットは形成されない。
3.3
2.70±0.05
6
0.20±0.05
0.40±0.05
2.70±0.05
2.7
0.5
0.3
0.5
0.3
1.1
はんだ厚:120μm (参考)
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XC9515 シリーズ
■マーキング
■QFN-20
QFN20
○標準品
1pin
マーク①、②、③
製品シリーズを表す。
シンボル
①
②
③
5
1
5
マーク④
マーク⑤
品名表記例
①②③④⑤⑥
⑦⑧⑨
XC9515******-G
入力電圧範囲、UVLO 設定電圧を表す。
シンボル
品名表記例
オプション内容
A
XC9515A*****-G
入力電圧範囲 5V±10%,UVLO 電圧 2.7V(TYP.)
B
XC9515B*****-G
入力電圧範囲 2.5V~5.5V,UVLO 電圧 1.8V(TYP.)
EN 端子、MR 端子 内部制御を表す。
シンボル
品名表記例
A
XC9515*A****-G
B
XC9515*B****-G
C
XC9515*C****-G
D
XC9515*D****-G
オプション内容
EN1,EN2 端子 Open
MR 端子 Open
EN1,EN2 端子 Pull-up 抵抗内蔵
MR 端子 Pull-up 抵抗内蔵
EN1,EN2 端子 Open
MR 端子 Pull-up 抵抗内蔵
EN1,EN2 端子 Pull-up 抵抗内蔵
MR 端子 Open
マーク⑥、⑦ 設定電圧、仕様(通し番号)を表す。
シンボル
⑥
⑦
0
1
品名表記例
XC9515**01**-G
マーク⑧,⑨ 製造ロットを表す。01、…、09、10、11、…、99、0A、…、0Z、1A、…、9Z、A0、…、Z9、AA、…、ZZ を順番とする。
(但し、G,I,J,O,Q,W は除く。反転文字は使用しない。)
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XC9515
シリーズ
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トレックス・セミコンダクター株式会社
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