ELM94xxB CMOS PFM 昇圧型 DC/DC コンバータ ■概要 ELM94xxB は PFM CMOS 昇圧型 DC/DC コンバータであり、 基準電圧源、 エラーアンプ、 発振回路、 起動回路、 PFM 制御回路、 スイッチングトランジスタ、 出力電圧設定抵抗で構成されています。 外付け部 品としてはコイル、 ダイオード、 コンデンサになります。 入力電圧より高い出力電圧が得られます。 出力電 圧は標準品として 2.7V、 3.0V、 3.3V、 5.0V が用意されていますが、 2.5V～5.5V の範囲でカスタマイズ 可能です。 ■特長 ■用途 • 出力電圧範囲 : 2.5V～5.5V(0.1V単位) • バッテリー動作機器用定電圧源 • 低電圧動作 • 低消費電力動作 • 高効率 : Vin≧0.98V(RL=30kΩ) : Typ.12μW(ELM9430B) : Typ.80％ • カメラ用定電圧源 • 携帯型通信機器 • ビデオ • 高精度出力電圧 : ±2.5％ • ローカルレギュレータ • 出力電流 ( 例 ) • パッケージ : 20mA(Vin=1.5V、Vout=3.0V の場合） : SOT-89 ■絶対最大定格値 項目 LX端子印加電圧 出力端子印加電圧 LX端子出力電流 許容損失 動作温度 保存温度 記号 Vlx Vout Ilx Pd Top Tstg 規格値 12 12 200 500 -40～+85 -55～+125 単位 V V mA mW ℃ ℃ ■セレクションガイド ELM94xxB-x 記号 a, b 出力電圧 c 製品バージョン d テーピング方向 ■端子配列図 ( 例) 27: Vout=2.7V 30: Vout=3.0V 33: Vout=3.3V 50: Vout=5.0V B S: パッケージ ファイル参照 N: パッケージ ファイル参照 ELM94 x x B - x ↑↑ ↑ ↑ a b c d SOT-89(TOP VIEW) � � 端子番号 1 2 3 � 6-1 端子記号 VSS VOUT LX ELM94xxB CMOS PFM 昇圧型 DC/DC コンバータ ■標準回路図 ����� ����� �� ��� �������� ���� ���� � ��� ���� ■ブロック図 ������ ���� �� � � ���� ���������� �������� ��� ■電気的特性 Vout=2.7V(ELM9427B) 項目 入力電圧 動作開始電圧 動作保持電圧 消費電流 出力電圧 LX 端子出力電流 LX 端子リーク電流 発振周波数 最大デューティー比 Vout=3.0V(ELM9430B) 項目 入力電圧 動作開始電圧 動作保持電圧 消費電流 出力電圧 LX 端子出力電流 LX 端子リーク電流 発振周波数 最大デューティー比 記号 Vin Vst Vhold Iss Vout Ilx Ilxl Fosc Duty L=330μH, D=MA721, C=22μF, Vss=0V, Top=25℃ 条件 Min. Typ. Max. 単位 10 V RL=27kΩ 0.98 V Iout=1mA 0.7 V Iout=100μA, Vin=1.5V 3.5 7.0 μA Iout=1mA, Vin=1.5V 2.63 2.70 2.77 V Vout=2.6V, Vlx=0.4V 80 mA Vout=Vlx=10V 1.0 μA Vout=2.6V 22 35 55 kHz Vout=2.6V, スイッチ"ON" 45 55 65 ％ 記号 Vin Vst Vhold Iss Vout Ilx Ilxl Fosc Duty L=330μH, D=MA721, C=22μF, Vss=0V, Top=25℃ 条件 Min. Typ. Max. 単位 10 V RL=30kΩ 0.98 V Iout=1mA 0.7 V Iout=100μA, Vin=1.5V 4.0 8.0 μA Iout=1mA, Vin=1.5V 2.92 3.00 3.08 V Vout=2.9V, Vlx=0.4V 90 mA Vout=Vlx=10V 1.0 μA Vout=2.9V 22 35 55 kHz Vout=2.9V, スイッチ"ON" 45 55 65 ％ 6-2 ELM94xxB CMOS PFM 昇圧型 DC/DC コンバータ Vout=3.3V(ELM9433B) 項目 入力電圧 動作開始電圧 動作保持電圧 消費電流 出力電圧 LX 端子出力電流 LX 端子リーク電流 発振周波数 最大デューティー比 Vout=5.0V(ELM9450B) 項目 入力電圧 動作開始電圧 動作保持電圧 消費電流 出力電圧 LX 端子出力電流 LX 端子リーク電流 発振周波数 最大デューティー比 記号 Vin Vst Vhold Iss Vout Ilx Ilxl Fosc Duty L=330μH, D=MA721, C=22μF, Vss=0V, Top=25℃ 条件 Min. Typ. Max. 単位 10 V RL=33kΩ 0.98 V Iout=1mA 0.7 V Iout=100μA, Vin=1.5V 4.5 9.0 μA Iout=1mA, Vin=1.5V 3.21 3.30 3.39 V Vout=3.2V, Vlx=0.4V 100 mA Vout=Vlx=10V 1.0 μA Vout=3.2V 22 35 55 kHz Vout=3.2V, スイッチ"ON" 45 55 65 ％ 記号 Vin Vst Vhold Iss Vout Ilx Ilxl Fosc Duty L=330μH, D=MA721, C=22μF, Vss=0V, Top=25℃ 条件 Min. Typ. Max. 単位 10 V RL=50kΩ 0.98 V Iout=1mA 0.9 V Iout=100μA, Vin=3V 7.0 14.0 μA Iout=1mA, Vin=3V 4.87 5.00 5.13 V Vout=4.8V, Vlx=0.4V 130 mA Vout=Vlx=10V 1.0 μA Vout=4.8V 22 35 58 kHz Vout=4.8V, スイッチ"ON" 50 60 70 ％ ■マーキング SOT-89 � � � � a : 出力電圧整数部 記号 出力電圧 2 2. * V 3 3. * V 記号 4 5 出力電圧 4. * V 5. * V b : 出力電圧小数部 記号 出力電圧 0 * .0V 1 * .1V 2 * .2V 3 * .3V 4 * .4V 記号 5 6 7 8 9 出力電圧 * .5V * .6V * .7V * .8V * .9V c : 組み立てロット番号 0～9 d : 組み立てロット番号 A ～ Z( I, O, X を除く ) 6-3 ELM94xxB CMOS PFM 昇圧型 DC/DC コンバータ ■外付け部品 ELM94xxB シリーズを使用して DC/DC コンバータを設計する際には、外付け部品としてコイル、ダイオード、 コンデンサが必要です。 外付け部品はできるだけ IC の近くに取り付け、 接地ラインのインピーダンスを下げ て下さい。 1) コイル チョークコイルを選ぶ際、 そのコアーが磁気的に飽和していないこと、 DC 抵抗成分が低いこと、 定格 電流に対して十分なマージンを持つこと等を考慮して下さい。 CM-5/CM-5N( スミダ電機株式会社製 ) のコイルをお勧めします。 2) ダイオード ダイオードを選ぶ際、 順方向電圧が小さく、 高速スイッチングタイプで定格電流に対して十分なマージ ンを持つこと等を考慮して下さい。 ショットキーダイオードをお勧めします。 3) コンデンサ コンデンサを選ぶ際、一較的に電源回路の平滑用に使用されていること、比較的高い容量値であること、 定格出力電圧の 3 倍以上の耐圧を持っていること等を考慮して下さい。 アルミ電解コンデンサ、 タンタ ルコンデンサをお勧めします。 ■ DC/DC コンバータの設計 ELM94xxB シリーズ、 外付け部品からなる DC/DC コンバータの設計において下記をご参照下さい。 1) DC/DC コンバータの出力電流 回路の出力端子 (VOUT) の電流値 ： Iout = K Vin 2 8・L・Fosc・(Vout-Vin) * デューティ = 50% ( 定数 K は全回路の効率値は、 約 75% ～約 85%) 2) ノイズの改善 この DC/DC コンバータは大電流時、 コイルのスイッチングによる電磁ノイズを発生する可能性があり ます。 特に無線機器内で使用する場合には対策が必要です。 ノイズを軽減するためにこの IC はコイル のスイッチング特性を考慮した設計になっています。 下記の方法はノイズ減少に有効です。 • シールドタイプもしくは電磁シールドタイプのコイルの使用 • コイルやダイオードと ELM94xxB シリーズ LX 端子とのできるだけ近い場所での取り付け • アースラインは出来る限り太く、 短いレイアウトパターンとする • グランド線は 1 点アースとする 6-4 ELM94xxB CMOS PFM 昇圧型 DC/DC コンバータ ■標準特性曲線 •� ������������������������������������������������������������� Vout=2.7(VELM9427B) (Top=25℃, L=330μH, D=MA721, C=22μF) Efficiency Efficiency(%) (%) EFFICIENCY EFFICIENCY (%) 100 100 Vout Vout (V) (V) 33 Iout =1mA =1mA Iout 22 3mA 3mA 10mA 10mA 11 00 EFFICIENCY-Vin EFFICIENCY-Vin � -- Vin �,VRp-p ,VRp-p Vin RIPPLE VOLTAGE-Vin RIPPLE VOLTAGE-Vin 11 Efficiency EFFICIENCY Efficiency EFFICIENCY 90 90 200 200 80 80 150 150 VRp-p RIPPLE VOLTAGE VRp-p RIPPLE VOLTAGE 70 70 100 100 50 50 60 60 50 50 22 Vin Vin (V) (V) (Iout =1mA) =1mA) (Iout 250 250 0 0 1 1 0 0 2 2 Vin (V) (V) Vin VRp-p VRp-p (mV) (mV) RIPPLE RIPPLEVOLTAGE VOLTAGE (mV) (mV) Vout Vout -- Vin Vin •� ������������������������������������������������������������� Vout=3.0(VELM9430B) (Top=25℃, L=330μH, D=MA721, C=22μF) Efficiency Efficiency(%) (%) EFFICIENCY EFFICIENCY (%) 100 100 Vout Vout (V) (V) 3 3 Iout Iout =1mA =1mA 2 2 3mA 3mA 10mA 10mA 1 1 0 0 11 Vin ((V V)) Vin EFFICIENCY-Vin EFFICIENCY-Vin �,VRp-p ,VRp-p -- Vin Vin (Iout � (Iout =1mA) =1mA) RIPPLE RIPPLE VOLTAGE-Vin VOLTAGE-Vin 250 22 250 EFFICIENCY Efficiency EFFICIENCY Efficiency 90 90 200 200 80 80 150 150 RIPPLE VOLTAGE VRp-p RIPPLE VOLTAGE VRp-p 70 70 100 100 60 60 50 50 33 6-5 50 50 00 11 Vin Vin (V) (V) 22 33 00 VRp-p (mV) (mV)(mV) RIPPLE RIPPLEVRp-p VOLTAGE VOLTAGE (mV) Vout -- Vin Vin Vout ELM94xxB CMOS PFM 昇圧型 DC/DC コンバータ •� Vout=3.3(VELM9433B) (Top=25℃, L=330μH, D=MA721, C=22μF) ������������������������������������������������������������� � ������������������������������������������������������������� EFFICIENCY (%) EFFICIENCY (%) Efficiency (%) Efficiency (%) 100 100 3 3 Vout Vout(V) (V) Iout =1mA Iout =1mA 3mA 3mA 2 2 10mA 10mA EFFICIENCY-Vin �,VRp-p - Vin (Iout =1mA) EFFICIENCY-Vin �,VRp-p - Vin RIPPLE VOLTAGE-Vin RIPPLE VOLTAGE-Vin (Iout =1mA) 250 250 EFFICIENCY Efficiency EFFICIENCY Efficiency 90 90 200 200 150 150 80 80 VRp-p RIPPLE VOLTAGE VRp-p RIPPLE VOLTAGE 70 70 100 100 50 50 60 60 1 10 0 1 1 Vin (V) Vin (V) 2 2 50 50 0 0 3 3 RIPPLE (mV) VRp-p RIPPLEVOLTAGE VOLTAGE (mV) VRp-p(mV) (mV) Vout - Vin Vout - Vin 0 30 3 1 2 1 Vin (V) 2 Vin (V) ������������������������������������������������������������� •�� Vout=5.0(VELM9450B) (Top=25℃, L=330μH, D=MA721, C=22μF) ������������������������������������������������������������� Efficiency (%) Efficiency (%) EFFICIENCY (%) EFFICIENCY (%) 100 100 Vout Vout(V) (V) 5 5 Iout =1mA Iout =1mA 3mA 3mA 10mA 10mA 4 4 3 30 0 1 2 1 Vin (V) 2 Vin (V) 6-6 500 EFFICIENCY Efficiency EFFICIENCY Efficiency 90 90 400 400 80 80 300 300 VRp-p RIPPLE VOLTAGE VRp-p RIPPLE VOLTAGE 70 70 200 200 60 60 50 50 0 0 3 3 EFFICIENCY-Vin �,VRp-p - Vin (Iout =1mA) EFFICIENCY-Vin �,VRp-p - Vin (Iout =1mA) RIPPLE VOLTAGE-Vin 500 RIPPLE VOLTAGE-Vin VRp-p VRp-p(mV) (mV) RIPPLE (mV) RIPPLEVOLTAGE VOLTAGE (mV) Vout - Vin Vout - Vin 100 100 1 1 2 3 2Vin (V) 3 Vin (V) 4 4 0 50 5